Немного основ
Первый из рассматриваемых геодезических инструментов, широко используемый в строительных работах нивелир предназначен для определения превышения высот нескольких точек в уровне горизонтали – нивелирования.
Заливка фундамента или уровня чистого пола, укладка кирпичных или блочных стен, поклейка обоев, укладка кафельной и керамической плитки – одни из немногих ситуаций, для успешного решения которых используется построение нивелиром горизонтальной и вертикальной направляющих.
Теодолит, помимо тех же горизонтальных и вертикальных линейных замеров, дает возможность выполнить и горизонтальные/вертикальные угловые измерения – например, контроль отклонения от вертикали стены и определение деформации зданий, разметку профиля дорожного покрытия и т.д.
Как устроен простейший теодолит
Простейшей и самой безотказной конструкцией теодолита являются оптические приборы. Их главными составными частями являются:
- Подставка.
- Корпус.
- Зрительная труба.
- Регулировочные винты для наведения.
- Цилиндрический уровень.
- Отвес.
- Отсчетный микроскоп.
Корпус устройства закреплен на подставке. В нем удерживается зрительная труба, которая спарена с отчетным микроскопом. Она является подвижной, что позволяет выставлять нацеливание на объект измерения. Также устройство оснащается двумя типами уровней – цилиндрическим и отвесом. Первый применяется для выставления горизонтали, а второй вертикали.
Зрительная труба используется для наблюдения за объектом, находящимся на удалении от устройства. Кратность увеличения, которую дает труба, обычно составляет от 15 до 50 раз. Чем оно выше, тем точнее прибор и на большем расстоянии может находиться от объекта. В окуляр зрительной трубы устанавливается линза, на которой нанесена сетка. Она надежно прорисована на стекле, поэтому не стирается. У дорогостоящего оборудования она не нарисована, а нанесена путем гравировки.
Сетка используется для ориентирования теодолита при настройке. Именно по ней выставляются интересующие точки на предмете исследования по горизонтали и вертикали. Конечно, перед этим прибор выставляется по уровню, поскольку наличие при его установке перекосов не позволяет получать данные даже приблизительной точности.
Уровни предназначены для установки устройства перед началом измерения. С их помощью определяется, насколько постановка его корпуса соответствует горизонтали и вертикали. Обычно приборы оснащаются цилиндрическими уровнями, которые отличаются высокой точностью. У более бюджетного оборудования, или легкого, используется круглый уровень.
При круглом уровне для выставления устройства необходимо постараться, чтобы пузырек воздуха стал по центру блюдца. Выставлять прибор по уровню позволяет регулируемая подставка, сделанная в виде треноги. Желательно всегда пользоваться именно ею, а не подкладывать камушки или другие ненадежные предметы под ножки треноги.
Также важным элементом теодолита является оптическое устройство или микроскоп. Он обладает большой степенью увеличения и оснащается делительной сеткой с размеченной шкалой. Она указывает на градусы и минуты. Более точные устройства показывают также и секунды. В оптическом устройстве применяется шкала, которая называется лимб. Она позволяет определить точный наклон между двумя точками, которые были зафиксированы сеткой на визирной трубе.
Классическая оптика: оптические нивелиры и теодолититы rgk
Несмотря на широкое распространение электронных нивелиров и теодолитов, оптические модели не теряют популярности. Более того, многие строители и геодезисты отдают свое предпочтение именно им. В чем секрет? Оптические приборы выдают максимально точные результаты и не подводят при любых погодных условиях. Кроме того, они энергонезависимы — то, что надо для работ на открытой местности! Мы рассмотрим принцип работы и на примере техники от RGK.
Оптические теодолиты RGK TO-02, TO-05, TO-15
Теодолиты предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов. Их используют при составлении планов местности, монтаже воздушных линий электропередач, конструировании фундамента и т.д. Среди конструктивных особенностей — зрительная труба (поворачивается по кругу и двигается вверх/вниз), цилиндрический уровень и элевационный (подъемный) винт.
Общие характеристики теодолитов RGK TO-02, TO-05, TO-15:
- Оптический центрир помогает установить прибор на точку измерения с точностью до 1,5 мм.
- Компенсатор устраняет возможные ошибки при отклонении прибора по горизонтали.
- Наводящие винты и пузырьковые уровни обеспечивают точную ручную настройку при отключении компенсатора.
- Минимальное расстояние визирования (рабочее расстояние для проведения замеров) составляет 2 м, минимальное фокусное расстояние — 1,70 м.
- Корпус устойчив к внешним воздействиям — не пропускает влагу, пыль, не боится вибраций и перепадов температур.
Технические различия:
Основные параметры, которые отличают модели друг от друга — оптическое увеличение и угловая точность. Чем выше первый показатель, тем более четкую и контрастную картинку можно получить при любом освещении. Угловая точность характеризуется показателем средней квадратической ошибки. Соответственно, чем этот показатель ниже, тем лучше:
- RGK TO-02 с 30-кратным увеличением обеспечивает четкое прямое изображение. Квадратическая ошибка составляет всего 2”.
- RGK TO-05 также обладает 30-ти кратным увеличением, погрешность прибора немного выше — 5”. Однако, этого достаточно для кадастровых и строительных работ.
- RGK TO-15 подходит для общестроительных и большинства геодезических задач. Квадратическая ошибка прибора составляет 15”, оптическое увеличение — 28 крат.
Оптические нивелиры RGK
Конструктивные особенности оптического нивелира и теодолита схожи. Главное отличие нивелира — работа зрительной трубы. Она, в отличие от трубы теодолита, способна двигаться исключительно по кругу. Таким образом, с помощью оптического нивелира можно точно определить разность высот нескольких точек, а также углы. Эти приборы используются при проектировании, прокладке дорог, строительстве зданий.
Все нивелиры можно условно разделить на 3 основные группы, которые отличаются среднеквадратичной погрешностью.
- Приборы высокой точности — 0,3-0,7 мм/км.
- Точные приборы — до 3 мм/км.
- Технические нивелиры — от 4-5 мм/км.
Линейка оптических нивелиров RGK представлена моделями N-24, N-32, N-20, С-24, С-28, С-32, N-38. Номер в названии указывает на оптическое увеличение — от 20 до 38 крат.
Общие технические характеристики нивелиров RGK:
- Компенсатор с магнитным демпфером устанавливает ось прибора в рабочее положение при разгоризонтировке, рабочий диапазон — 15′. Магнитный демпфер устраняет ошибки измерений при возникновении вибрации, например, вблизи строительной техники.
- Минимальное расстояние визирования и фокусное расстояние — от 20 см (в зависимости от модели).
- Высокий стандарт защиты — IPX6. Корпус не пропускает пыль и влагу.
- Устойчивость к климатическим условиям. Приборы одинаково хорошо функционируют как при -20, так и при 50°C.
Характерные отличия:
- Оптическое увеличение также как и у теодолитов, влияет на четкость и контрастность получаемого изображения. Большое увеличение указывает на высокий класс модели. У нивелиров RGK оно варьируется от 20 до 38 крат.
- Точность нивелирования. В зависимости от модели квадратическая ошибка измерений составляет не более 1,5-2 мм/км.
Однако новая модель N-38 измеряет с погрешностью не более 0,7 мм/км! Нивелир с такой точностью подходит для решения не только строительных, но и маркшейдерских задач (планирование подземных сооружений и разработка горных выработок).
Выбирайте оптимальную технику для строительных и геодезических работ! Качественные приборы выделяет достойное оптическое увеличение, низкая погрешность измерений, надежный компенсатор, удобная ручная настройка и прочный корпус.
В интернет-магазине «220 Вольт» вы можете купить с доставкой в любой регион России.
Критерии выбора устройства
При выборе теодолита важными критериями, на которые необходимо обратить внимание, являются:
- Уровень погрешности.
- Степень влагозащиты.
- Тип измерения.
- Вес.
- Степень ударопрочности.
Что касается уровня погрешности, то он определяется исключительно по предназначению устройства. Для ответственных съемок требуется высокоточное оборудование. Если прибор применяется для общестроительных задач при возведении малоэтажных объектов, то вполне можно обойтись оборудованием низкого ценового сегмента.
Степень влагозащиты также немаловажный аргумент выбора того или иного прибора. Особенно это важно, если подбирается электронный или лазерный теодолит. Уровень влагозащиты IP65 позволит осуществлять съемку в условиях повышенной сырости и даже дождя. Такие приборы не бояться окунуться в воду на небольшую глубину.
Что касается типа измерения, то в основном стоит сложность выбора между оптическим и электронным теодолитом. Оптическое устройство более сложное в применении, поскольку от оператора требуется большая сосредоточенность при просматривании шкалы для определения угла. При этом такой прибор не требует подзарядки. Он имеет большую температурную устойчивость. С ним можно работать даже если на улице температура ниже -30 градусов.
Вес устройства имеет большое значение если требуется осуществлять измерение с переходами. Легкие теодолиты будут незаменимы при топографических исследованиях, когда с оборудованием нужно двигаться по пересеченной местности проходя много километров пешком.
Теодолиты являются дорогостоящим оборудованием, поэтому не лишним будет наличие ударопрочного корпуса. При отсутствии устойчивости к механическим повреждениям, малейшее падение и прибор потребует ремонта или замены.
Отличие теодолита от нивелира
Часто теодолит путают с нивелиром, поскольку внешне они действительно похожи. На самом деле существует довольно много отличий, позволяющих разделить эти устройства на два лагеря. В первую очередь они различаются по назначению. Теодолиты применяются для измерения углов, а нивелиры для определения вертикальных превышений.
Оба устройства оснащаются подобной системой измерения с сеткой, по которой оператор ориентируется, выбирая нужные точки. У теодолита зрительная труба вращается в горизонтальной и вертикальной плоскости, а у нивелира она двигается только по горизонтали.
Теодолит не требует помощь ассистента. Чтобы с ним работать, необходима только достаточная видимость, чтобы оператор мог ориентироваться по точкам на объекте, по которым можно измерить угол наклона. Для нивелира нужен помощник, который будет удерживать нивелирную рейку в вертикальном положении, находясь непосредственно на траектории видимости зрительной трубы.
Разновидности теодолитов
В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:
Высокоточное устройство дает погрешность при измерении равно или меньше 1°. Это дорогостоящее оборудование, которое применяется на ответственных объектах. Оно редко используется, поскольку большинство задач, которые выполняют теодолитом, не требуют столь высокой точности.
Точные имеют погрешность не более 10°. Такие устройства являются самыми востребованными. Подавляющее большинство предлагаемых на рынке приборов соответствуют именно такой погрешности.
Технические могут иметь ошибку в измерении угла до 60°. На первый взгляд это довольно много, но существуют цели, где большая точность не столь важна. В первую очередь это общестроительные задачи, когда осуществляется возведение неответственных объектов. Подобные устройства могут применяться только в малоэтажном строительстве.
Теодолит является давним устройством, поэтому неудивительно, что существует несколько его модификаций, которые имеют схожий принцип действия, но конструктивно отличаются между собой.
Фототеодолит
Также называют кинотеодолит. Данный прибор соединяет в себе функции теодолита и фотокамеры. С его помощью осуществляется фотосъемка углов интересующих объектов. Также фототеодолиты используются для фиксации угловых координат для летающей техники при ее испытаниях. Несмотря на развитие современных технологий в сфере оборудования для фотосъемок, фототеодолиты выпускаются не только в виде цифровых камер, но и пленочных.
