Содержание
Введение
1. Что это такое компенсатор, и какаяроль в приборах
1.1 Уровни и компенсаторынаклона
2. История. Современное применениекомпенсаторов в приборах
3. Назначение и принцип работыкомпенсатора
4. Исследование компенсаторов
4.1 Поверки и исследования нивелировс компенсаторами
4.2 Определение степени компенсацииуглов наклона визирной оси
Заключение
Список использованной литературы
геодезическийкомпенсатор уровень нивелир
Введение
В данной курсовой работемы изучили причины создания и применения такой части геодезических приборов каккомпенсаторы. Необходимость применения компенсаторов угла наклона возникла изза необходимости точности геодезических работ.
Перед внедрениемкомпенсаторов угла наклона использовались цилиндрические уровни, которые и досих пор применяются в геодезических приборах для установкичастей прибора в горизонтальное или вертикальное положение или для измерениямалых углов отклонения элементов прибора от горизонтального или вертикальногоположения. И у компенсаторов угла наклона и у цилиндрических уровней имеются идостоинства и недостатки, однако, компенсаторы имеют большие преимущества передцилиндрическими уровнями. При использовании автоматических компенсаторов угланаклона исчезает необходимость постоянного контроля, как для цилиндрическогоуровня, за пузырьком уровня отклонения прибора от горизонтального иливертикального положения, что делает работу за прибором медленной и менеестабильной. Поэтому использование компенсаторов угла наклона значительно увеличиваетточность, скорость и стабильность геодезических работ. Но, как и любой прибор,компенсатор может давать сбой в своих рабочих функциях, и устранить поломку наместе будет невозможно.
1. Что это такоекомпенсатор, и какая роль в приборах
1.1 Уровни икомпенсаторы наклона
Уровни в геодезических приборах служат дляустановки частей прибора в горизонтальное или вертикальное положение или дляизмерения малых углов отклонения элементов прибора от горизонтального иливертикального положения. Уровни могут быть съемными (например, накладные илиподвесные уровни на горизонтальной оси теодолита) или жестко связанными сприбором. В зависимости от принципа действия уровни подразделяют на жидкостные,электромеханические, маятниковые, «упругие» и т. п.
/>
Основными элементами жидкостного уровня являютсяего чувствительный элемент (ампула с жидкостью) и оправа для крепления.Жидкостные уровни бывают круглые и цилиндрические. В круглом уровне (рис. 1, а)в качестве ампулы используется стеклянный сосуд 1, верхняя часть которогоотшлифована по сферической поверхности. Сосуд заполнен легкоподвижной жидкостьюи содержит свободное пространство (пузырек уровня). В цилиндрическом уровне(рис.1, б) ампула представляет собой стеклянную трубку 1, внутренняяповерхность которой отшлифована в виде бочкообразного тела вращения и заполненажидкостью.
Свободное пространство с парами жидкости (пузырекуровня) обычно составляет 0,3— 0,4 длины ампулы при t = 20 °С. Ампулы 1уровней заключены в оправы 2, имеющие регулировочные винты 3. Цилиндрическиеампулы подразделяют на простые (АЦП), компенсированные (АЦК) и регулируемые(АЦР). При симметричном расположении пузырька относительно нуль — пункта осьцилиндрического уровня занимает горизонтальное положение (осью уровня являетсякасательная к внутренней поверхности ампулы в нуль — пункте).
Угол, на который надо наклонить ампулу, чтобыпузырек уровня переместился на одно деление (обычно 2 мм) — называется ценойделения /> уровня.
Поиспользованию и назначению различают цилиндрические обычные (односторонние)уровни; реверсивные уровни (со шкалами на двух противоположных сторонахампулы); контактные (цилиндрический уровень с системой призм и микрообъективовдля получения совмещенного изображения концов его пузырька); накладные иподвесные уровни; уровень Талькотта — цилиндрический уровень с элевационнымвинтом.
Ошибкаустановки визирной оси в горизонтальное положение с помощью контактного уровня,рассматриваемого без увеличения, вычисляется по формуле профессора А.С.Чеботарева:
/>.
Если концы пузырькауровня рассматриваются под увеличением /> (напримерв нивелирах),
/>.
Величина /> .
Цену деленияуровня технического нивелира можно рассчитать по формуле:
/>,
где />— ошибка взгляда (средняя квадратическая ошибкапревышения на станции); S — расстояние визирования.
Цена деления высокоточногоуровня определяется по формуле:
/>,
где />— ошибка установки уровня (длявысокоточных нивелиров принимают />).
Цену деления высокоточного нивелира можнорассчитать и по формуле для технического нивелира. Так, если положить /> = 0,2 мм,в соответствии с ГОСТ 2386—73; S = 50 м, />, то получим />(значениепо ГОСТ />).
Цена делениянакладного уровня находится из зависимости:
/>
где />— пренебрегаемо малая ошибка в направлениииз-за неточного отсчета по уровню; /> — расчетное максимальное значение угланаклона визирной линии. Так, для теодолита типа Т2 при />и />=15° /> (по ГОСТ 2386 — 73 />).
Основной недостаток применения уровнейзаключается в том, что при пользовании ими приходиться всякий раз, действуяподъемным или элевационным винтом, устанавливать пузырек на нуль-пункт иследить за неизменностью его положения. От такого недостатка свободныкомпенсаторы, автоматически устанавливающие линию визирования в требуемое положениес некоторой точностью.
Что такое компенсатор? Вобщем случае, это устройство, позволяющее воспринимать и гасить движения,температурные деформации, вибрации, смещения, компенсировать недостаток илиизбыток веса.
Компенсатор – 1.Приспособление в самоустанавливающихся нивелирах для автоматического удержаниялинии визирования в горизонтальном положении. При наклоне зрительной трубынивелира на некоторый малый угол (от единиц до десятков минут). Компенсаторвозвращает линию визирования в горизонтальное положение. Если угол наклонапревосходит допустимую величину угла компенсации, то компенсатор работать неможет. Аналогичные приспособления, но с целью автоматического удержания линиивизирования в отвесном положении, имеют самоустанавливающиеся отвесы оптические.
Существуют различныеустройства компенсаторы, но всякий компенсатор представляет собой механическийили гидромеханический маятник, расположенный в зрительной трубе междуобъективом и окуляром или перед объективом. Кроме маятника в компенсаторе имеетсяеще демпфер (гаситель колебаний ) – приспособление для успокоения колебаниймаятника.
2. Оптическоеприспособление в дальномерных насадках (например, Дальномеры оптические,дальномер ДНТ – 2).
3. Оптическоеприспособление, заменяющее собой уровень при алидаде вертикального кругатеодолита и автоматически сохраняющее значение «места нуля» при малых наклонахвертикальной оси теодолита (например, Теодолит, инструменты ОТШ и Т5).
И призма, и зеркало (Рис.2. а, б. )подвешиваются внутри компенсатора с одной-единственной целью — чтобыпостоянно сохранять горизонтальное положение при любом наклоне нивелира впределах определенного диапазона. Будет обеспечено строго горизонтальноеположение свободно подвешенного кусочка оптического стекла — значит, будетобеспечено и качество строительных или геодезических работ. Из-за неверноопределенной высоты не придется заливать лишние кубометры бетона илипеределывать трассу ливневой канализации.
/>
/>
Призма подвешена кверхней части корпуса нивелира на двух парах скрещивающихся стальных нитей.Система подвески умножительная: отношение верхней и нижней сторон трапеции,образованной нитями подвески, равно 1/3. Компенсатор снабжен ограничителем,предохраняющим нити подвески от обрывов. Колебания компенсатора гасятсяуспокоителем (демпфером) поршневого типа. Особенностью компенсатора являетсято, что в нем мгновенный полюс вращения призмы совмещен с серединой еёотражающей грани и с центром тяжести подвески, находящимся на пересечениинитей. Такое устройство обеспечивает постоянство фокусировки и повышениеточности работы компенсатора, так как в этом случае сохраняется постоянстворасстояния от отражающей грани призмы до сетки нитей при наклонах трубы нивелира.
Возникают вредные длянивелира колебания при работе вблизи автомобильных и железных дорог, при работена строительных площадках или на верхних этажах зданий, колебания могут бытьвызваны резкими порывами ветра и т.д. и т.п. Наклон нивелира также можетменяться совершенно произвольно — нивелир крепится на штативе, а ножки штативалегко могут уходить в рыхлый грунт или в размягченный солнцем асфальт. Во всехэтих случаях начинает выполнять свою работу устройство под названиемкомпенсатор, одним из узлов которого является демпфер.
Демпфер — словонерусское, произошло оно от немецкого слова Dampfer, что переводится на русскийязык как гаситель колебаний, амортизатор или успокоитель. Возможно, что пришлоэто слово в русский язык еще в Петровские времена, когда строили славный городна Неве немцы да голландцы. А может, и значительно позже, когда возвращалисьдомой в Россию обученные в Германии да в Голландии молодые русские инженеры.
Сказать наверняка тутможно только одно демпфер — это устройство, предназначенное для гашенияколебаний различного типа, в том числе и механических. В применении к нивелирамэтот технический термин стал использоваться сравнительно недавно — вместе споявлением оптико-механических компенсаторов, получивших наибольшеераспространение.
В настоящее времянаибольшее распространение получили оптические нивелиры с магнитным и своздушным демпфером маятниковой системы компенсатора.
При работе с нивелиром,так же как и с другими оптическими приборами, изображение объекта передается насетчатку глаза человека через оптическую систему прибора. Пройдя черезобъектив, луч попадает на приемную призму. Затем луч преломляется приемнойпризмой и попадает на горизонтально расположенное зеркало. Отражаясь отзеркала, луч попадает на передающую призму, а затем на окуляр (рис. 2. б).
И приемная, и передающаяпризмы жестко закреплены в корпусе компенсатора, следовательно, жесткосоединены с корпусом нивелира. Если нивелир наклоняется — наклоняются иобъектив, и окуляр, и призмы. Зеркало, наоборот — свободно подвешено вкомпенсаторе на четырех торсионах-ленточках и при наклонах прибора каждый разстремится занять горизонтальное положение, корректируя оптические лучи.Представьте себе обычный отвес, подвешенный на ниточке Если его случайнозадеть, то раскачиваться он будет довольно долго. Если придержать его рукой — остановится отвес значительно быстрее. Рука в этом случае выполняет рольдемпфера. Так же раскачивается и зеркало, свободно подвешенное внутрикомпенсатора. Поэтому корпус зеркала конструктивно выполнен в виде маятника,который совершает колебания при наклонах и перемещениях прибора. Верхняя частьмаятника изготавливается из магнитных материалов, например, из стальногосплава. На определенном расстоянии от верхней части маятника в корпусе компенсаторажестко закреплен постоянный магнит, который и гасит колебания качающегося рядомс ним маятника, следовательно — зеркала.
/>
Конструктивнокомпенсаторы с магнитным демпфером могут быть изготовлены по-разному, но принципих работы один — гашение колебаний происходит с помощью магнитного поля. Каждыйраз, когда маятник проходит мимо кусочка магнита, магнитное поле тормозит егодвижение — и так несколько раз до полной остановки маятника. Таким образом, поддействием магнитного поля происходят быстрое гашение колебаний зеркала исоответствующая стабилизация изображения в поле зрения нивелира. Характернымпредставителем автоматических нивелиров с магнитным демпфированием являетсясерия нивелиров С300 фирмы Sokkia (рис. 3).
Принцип работыкомпенсатора с воздушным демпфером тот же — есть призма или зеркало, которые вподвешенном состоянии всегда стремятся занять горизонтальное положение. Точнотак же корпус призмы или корпус зеркала конструктивно изготавливается в видемаятника, совершающего колебания при наклонах нивелира. Только в этом случаемагнитное поле в работу компенсатора не вмешивается. Гашение колебанийпроисходит с помощью груза, расположенного в нижней части маятника. Чем большемасса груза — тем большей инерцией обладает маятник, тем сложнее его раскачать.Конечно же, все маятниковые системы оптико-механических компенсаторов оченьтщательно рассчитываются — иначе такая система просто не будет работать.Типичный нивелир с воздушным демпфером — это нивелир Vega L30 производствафирмы SETL (рис.4).
/>
Какой именно нивелирпред- почтительнее использовать — с магнитным или воздушным демпфером — правильнее всего будет решить непосредственно исполнителю в зависимости от типавыполняемых работ, требуемой точности, места проведения работ и многих другихфакторов. Например, при проведении работ, требующих технической точности, оченьхорошо зарекомендовали себя нивелиры с магнитным демпфером. При проведенииработ, требующих использования точных нивелиров, часто отдают предпочтениеприборам с воздушным демпфером.Не стоит забывать, что конструктивнодемпфирующие устройства — как воздушные, так и магнитные, могут быть выполненыпо-разному. Качество изготовления компенсаторов также может быть совершенноразным. Зачастую отличная конструктивная идея сводится на нет отвратительнымкачеством изготовления в условиях коленной сборки или неграмотно, на скоруюруку организованного производства. Поэтому при выборе нивелира большое значениеимеют не только конструктивные особенности компенсатора, но и качествоизготовления предлагаемых заводом-производителем приборов.
2. История. Современноеприменение компенсаторов в приборах
Нивелир с компенсаторомнельзя назвать последней разработкой – первый образец подобного геодезическогооборудования был построен еще в 40-х годах прошлого века. Однако, в последующиегоды данное оборудование прошло ни одну модификацию прежде чем превратиться всовременный нивелир. При использовании механических нивелиров не возникает необходимостибыстрого гашения колебаний, при использовании же автоматических нивелиров всепроисходит с точностью до наоборот. И справляться с этим помогает именносистема гашения колебаний. В исправном нивелире зеркало и призма постоянносохраняют горизонтальное положение, позволяющее обеспечивать высокое качествонивелирной съемки. При этом на прибор действует внешнее окружение: произвольныенаклонения прибора (просевшие ножки, неаккуратно задетый штатив и т.д.),колебания почвы (если съемка проводится вблизи железных дорог, метро и др.),сильные порывы ветра и прочее. В каждом из этих случаев включается системагашения колебаний. Это позволяет не только обеспечить высокое качествоизмерения, но и ускорить процесс съемки – свободно подвешенное внутри аппаратазеркало при воздействии извне будет довольно долго колебаться до момента полнойостановки, если не использовать компенсацию. Демпфер в данном случае может бытьмагнитным или воздушным, и выбор нивелира в первую очередь зависит оттребований к съемке.
Появились автоматическиенивелиры — появилась и потребность быстро гасить колебания маятниковойподвесной системы компенсатора. Колебания, которые необходимо гасить — этомеханические колебания призмы или зеркала между призмами — в зависимости отконструкции компенсатора.
/>
/>
Например, призмаподвешивается в нивелирах 3Н3КЛ (рис. 5) производства УОМЗ, а зеркало — внивелирах C410 производства фирмы SOKKIA (рис. 6).
Первый в мире нивелир скомпенсатором был изготовлен в СССР в 1946 году.
К высокоточным нивелирамс компенсатором относятся такие нивелиры как Ni002, Ni007,HC2. Это удобные нивелиры. Они повышаютпроизводительность труда на 10-15% по равнению с нивелирами с уровнем и облегчаюттруд нивелировщика. Главная особенность нивелиров с компенсаторами заключаетсяв том, что приведение визирной оси нивелира в горизонтальное положениепроизводится не с помощью контактного уровня, а с помощью специальногокомпенсатора. Этот компенсатор по существу работает в автоматическом режиме т.е. линия визирования на каждой станции как бы самоустанавливается вгоризонтальное положение.
В наше время выпускаетсяоколо 50 типов нивелиров с компенсаторами разных классов точности.
Нивелировщики – практикипредпочтение отдают нивелирам с компенсаторами. Очень им нравится нивелир Ni002.
/>
1 — клинообразноезащитное стекло; 2 — сетка нитей;
3 — объектив нивелира скомпенсатором; 4 — зеркало компенсатора;
5 — переключателькомпенсатора; 6 — призма подсветки;
7 — жесткий индексмикрометра; 8 — объектив нивелира;
9 — шкала оптическогомикрометра; 10 — зеркало;
11 — зеркалоустановочного уровня; 12 —установочный уровень.
/>
Чувствительным элементомнивелира с компенсатором Ni002 (рис. 8) является специальное двустороннееплоское зеркало, которое находится в подвешенном состоянии в виде маятника всходящемся пучке лучей, демпфер — воздушный. Благодаря возможности вращениязеркала на 180° вокруг своей вертикальной оси исключаются влияние ошибки занедокомпенсацию в отсчетах по рейке при нескольких положениях зеркала. Кромекомпенсатора этот нивелир имеет еще одно дополнительное удобство. Окуляр Ni002 выведен на верхнюю стенкуинструмента и может вращаться по азимуту на 240°. Поэтому нивелировщик принаблюдении на переднюю и заднюю рейку остается на одном месте, а не топчетсявокруг нивелира.
3. Назначение и принципработы компенсатора
Вместо уровня в некоторыхгеодезических измерительных приборах применяется компенсатор небольших угловнаклона осей прибора.
Существуют жидкостные,механические и оптико-механические компенсаторы; наиболее часто применяютсяоптико-механические компенсаторы, в которых главным узлом является подвесноемаятниковое устройство. На этом устройстве укреплены оптические детали илисистемы, предназначенные либо для изменения направления оси прибора либо дляпараллельного смещения этой оси. Непременной составной частьюоптико-механического компенсатора является демпфер, предназначенный для гашенияи ограничения собственных колебаний маятниковой подвесной системы. Приведемсхему оптико-механического компенсатора, предназначенного для удержания вгоризонтальном положении визирной оси трубы нивелира Ni007 (рис.9).
/>
1. пентапризма дляизменения направления горизонтального луча,
2. линза телеобъектива,
3. линза телеобъектива,
4. окуляр,
5. призма, подвешенная напростом физическом маятнике,
6. призма для направлениялучей в окуляр 4.
В нивелире русскогопроизводства Н3К компенсатор состоит из двух прямоугольных стеклянных призм,одна из которых подвешена к верхней части корпуса трубы на двух парах стальныхнитей (рис. 10).
/>
1. корпус трубы,
2. призма, жесткосоединенная с корпусом трубы,
3. призма, подвешенная нанитях,
4. нити подвеса призмы,
5. центр тяжести системы,
6. демпфер.
С помощью этих призмизображение рейки передается в плоскость сетки нитей по горизонтальному направлению(S — S) при небольшом наклоне трубы; диапазон компенсируемых углов наклона7+15', ошибка горизонтальности визирной линии трубы — не больше 0.5";систематическая ошибка недокомпенсации — не более 0.3" на 1' наклонатрубы; время затухания колебаний — не более 2 секунд.
Широкоеприменение находят геодезические приборы, в которых уровень замененавтоматическим устройством — компенсатором наклона. В теодолитах этокомпенсатор наклона индекса вертикального лимба, в нивелирах — компенсаторнаклона визирной линии. Начальная установка прибора может проводиться грубо,поэтому компенсаторы наклона позволяют повысить производительность работ и вдиапазоне ± 10' и более обеспечить необходимую точность установки(чувствительность компенсаторов доходит до 0,2").
/>
Наибольшее распространение получили маятниковыекомпенсаторы. Компенсировать угол наклона ε зрительной трубы можноразличными способами:
1) переместить сетку нитей из положения Z в положение />; соответствующеегоризонтальному направлению визирной линии;
2) изменить направление горизонтального лучавизирования таким образом, чтобы он прошел через горизонтальную нить Z смещенной сетки;
3) осуществить параллельное смещениегоризонтального луча визирования на величину />,при котором луч пройдет через горизонтальную нить смещенной сетки.
Компенсацию угла наклона зрительной трубы можноосуществить механическим, оптическим или оптико-механическим способами.Примером механического компенсатора является подвешенный на трех стальных нитяхдиск с сеткой нитей, представляющий собой физический маятник. Основноеуравнение компенсации имеет вид: />, f — эквивалентное фокусноерасстояние объектива зрительной трубы; S — длина рычага маятника,несущего сетку нитей (длина нитей подвески маятника). Отношение /> называется угловымувеличением компенсатора. В приведенном примере S = f и п=1.
Широкое распространение в нивелирах получилиоптико-механические компенсаторы. Чувствительный элемент компенсаторапредставляет собой оптическую деталь (или систему оптических деталей),подвешенную с помощью какой-либо системы подвески. Такими компенсаторамиявляются компенсаторы с поворотом визирного луча и компенсаторы с параллельнымсмещением визирного луча.
Оптико-механическиекомпенсаторы характеризуются коэффициентами механической /> и оптической /> компенсации.
Наклон основаниямаятника, жестко соединенного со зрительной трубой, на угол ε вызываетотклонение его чувствительного элемента от первоначального положения на угол ε``, величина которого зависит только от механических связей основания маятникас подвижной частью подвески и от свойств материала подвески. Отношение ε``:ε называется коэффициентом механической компенсации KM. Величина KM зависит от выбранного типа подвески и определяется еепараметрами.
Отклонение чувствительного элемента маятника наугол /> приводит к изменениюориентации оптической детали относительно направления визирования, при этомоптическая деталь изменяет первоначальное направление линии визирования на угол/>, величина которого зависит от оптических свойствподвешенной детали. Коэффициент компенсации, обусловленный действием оптическихсвойств подвешенной детали, называется оптическим коэффициентом компенсации />. Величина />, зависит от вида ипараметров оптической детали.
Общий коэффициент компенсации К обусловлендействием механических связей и оптических свойств деталей.
В компенсаторах с поворотом визирного луча в качествечувствительных элементов широко используются подвешенные отражающиеповерхности. В случае одного подвешенного зеркала />.
Общий коэффициент компенсации К для системыкомпенсации, состоящей из п подвижных и т неподвижных зеркал при нечетном числеотражений, определяют по формуле: />.Приналичии точек системы с четным числом отражений от неподвижных и подвижныхзеркал формула для К имеет вид: />.
Для поворотавизирного луча в компенсаторах применяют также подвешенные линзы.
При наклонекомпенсатора на угол линза наклоняется на угол />,при этом угол падения φ визирного луча на линзу составит />, а угол />, на который отклонится лучлинзой />. Полный коэффициенткомпенсации определяется формулой: />.
Угол ε`отклонение луча линзой приугле падения φ луча на линзу зависит от типа и параметров линзы. Для линзытипа менаска толщиной d,обращенного к падающему лучу выпуклой стороной, имеющему радиусы кривизны r1 и r2 и показатель преломления n:
/>
В практике применяютбольшое разнообразие подвесок маятниковых компенсаторов. Наиболее простым видомподвески является физический маятник, положение которого не меняется принаклоне базы. На точность установки такого маятника в отвесное положение влияютсилы трения в опорах оси вращения маятника, которые должны быть минимальными.Лучшие результаты дают подвески с опорами на центрах, на кернах, на ножевойопоре, а также магнитная подвеска. Применяют упругие подвески на эластичнойпружине, торсионные подвески на упругой закрученной нити или ленточке, нонаиболее распространенным видом подвесок является подвеска на тонкихметаллических нитях. Существуют несколько схем подвесок оптической деталикомпенсатора на нитях – подвеска на параллельных нитях, на скрещивающихсянитях, на нитях в форме трапеции.
Для успокоения собственных свободных колебанийчувствительного элемента компенсаторов применяются устройства, которыеназываются успокоителями или демпферами. В качестве успокоителей колебанийобычно применяют воздушные или электромагнитные демпферы.
При расчетедемпфера исходными параметрами являются: диапазон работы компенсатора />; порог чувствительностимаятника δ; время успокоения /> маятника(время успокоения регламентируется по ГОСТ 10528-76 и не должно превышать 2с.).
4. Исследованиекомпенсаторов
4.1 Поверки иисследования нивелиров с компенсаторами
Программа поверок иисследований нивелиров с компенсаторами отличается от программы для уровенныхнивелиров лишь тем, что в ней вместо пунктов г), е), и), и м), связанных сиспользованием цилиндрического уровня и элевационного винта, включены следующиеповерки и исследования, связанные с наличием компенсатора:
а) определение диапазонадействия компенсатора;
б) определение временизатухания колебаний маятника компенсатора;
в) определение степеникомпенсации углов наклона визирной оси;
г) поверкагоризонтальности линии визирования;
д) исследованиепараллельности хода фокусирующей линзы.
Диапазон действиякомпенсатора определяют при помощи рейки или коллиматора. Определениепроизводят как для продольных, так и для боковых наклонов нивелира.
/>
При помощи экзаменаторапроизводят продольный или боковой наклон нивелира в обе стороны от нульпунктадо момента зависания маятника компенсатора. Зависание маятника фиксируют вмомент резких изменений отсчетов по рейке или по коллиматору (сетка нитейнивелира начинает перемещаться вместе с наклоном нивелира). Величину угланаклона нивелира определяют по показаниям шкалы винта экзаменатора.
4.2 Определение степеникомпенсации углов наклона визирной оси
Компенсатор не должениметь перекомпенсации или недокомпенсации. Степень компенсации углов наклонавизирной оси определяют по превышениям, измеренным на станции, при длиневизирного луча 10, 20, 30, …, 100м и при различных углах продольного ипоперечного наклона нивелира. Для этого нивелир устанавливают в створе междурейками на равных расстояниях от них; рейки закрепляют отвесно.
Превышения определяют подвум шкалам реек при следующих вложениях оси вращения нивелира:
а) при положении пузырькаустановленного уровня на нуль пункте (α=0);
б) при продольномположительном угле + α и + α/2 наклона трубы;
в) при продольномотрицательном угле –α и –α/2 наклона трубы;
г) при боковомположительном (например вправо) угле +β и +β/2 наклона трубы;
д) прибоковомотрицательном (например влево) угле -β и -β/2 наклона трубынивелира.
Углы ± α и ± βустанавливают при помощи подъемного винта, цена оборота которого определена вугловой мере на экзаменаторе. Перечисленная программа измерений составляет одинприем. Для каждой длины визирного луча должно быть выполнено не менее 5приемов. По вычисленным средним из пяти приемов превышениям />, /> и др. определяют степенькомпенсации /> углов наклона, отнесеннуюк одной минуте наклона, по формуле:
/>,
где /> — эталонное превышение; D — длина визирного луча; /> - наклон трубы в минутах.
Полученная величина /> для всехрасстояний не должна превышать ± 0,05" у высокоточных нивелиров, ±0,15" — у нивелиров средней точности и ±0,30" — у нивелировтехнических. В противном случаеустранить причины большой перекомпенсации или недокомпенсации можно только вмастерских. Способы юстировки компенсатора различны и зависят от типакомпенсатора и его конструкции.
Поверка горизонтальности линии визирования. Линиявизирования в пределах диапазона действия компенсатора должна бытьгоризонтальной.
Эта поверка выполняется двойным нивелированиемтак же, как и поверка второй части главного условии глухих уровненныхнивелиров. Если />, то условиесчитается выполненным. В противном случае перемещением сетки нитей исправляютотсчет по дальней рейке.
Исследованиеправильности хода фокусирующей линзы у труб нивелиров с компенсаторамивыполняется так же, как и у труб уровенных нивелиров.
Для нивелиров скомпенсатором поверки и юстировки 1 и 2 (круглого уровня и сетки нитей)выполняются так же, как и для нивелиров с цилиндрическим уровнем. Рассмотримособенности юстировки главного условия.
Визирный луч зрительнойтрубы должен быть горизонтален в диапазоне работы компенсатора. При выполнениипроверки нивелир устанавливают в рабочее состояние по круглому уровню. Навторой станции, при нивелировании способом «вперед», наклон визирноголуча устраняют перемещением диафрагмы с сеткой ее вертикальным юстировочнымвинтом, устанавливают среднюю нить на отсчет по рейке, который соответствуетгоризонтальному положению визирного луча.
Проверяя работу компенсатора, пузырек уровня приводят в нуль-пункт и берут отсчет по рейке, удаленной на70-80 м от нивелира. Затем подъемными винтами нивелир наклоняют вперед, назад, влево,и вправо на углы, равные отклонению пузырька круглого уровня от нуль-пунктана одно кольцевое деление. Отсчеты не должны изменяться более чем на 1-2 мм.Нивелир исправляют в заводских условиях.
Максимальный диапазонкомпенсации современных компенсаторов достигает: />.
Время компенсации доходитдо: />.
Заключение
Использованиекомпенсаторов угла наклона существенно повлияло на ход геодезических работ. C применением компенсаторов точность,скорость и стабильность геодезических работ возросла. Компенсатор надежен и именнопоэтому это изобретение на сегодняшний день находит применение в практическивсех новых геодезических оборудованиях в отличие от цилиндрического уровня.
Компенсаторы существуют вразличном многообразии, и виды и конструкции этого изобретения так жеприменяются в зависимости от рода выполняемых геодезических работ.
Причиной возникновениякомпенсаторов угла наклона является точность и скорость измерений, и посколькугеодезические приборы стоят не на незыблемой поверхности, а на строительныхплощадках, вблизи дорог или других поверхностях, что создает вибрациитранспорта и различные движения поверхности земли вблизи геодезическогоприбора, необходимость точных геодезических работ возрастает, и как токомпенсировать не идеальность среды удается компенсатору.
Преимущества и недостатки
· Преимущества:
- Компенсатор болеенадежен и легок в эксплуатации по сравнению с уровнем.
— Нарушение работыкомпенсатора можно исправить или заменить, и работать с прибором дальше.
— Компенсатор даетвозможность выполнять геодезические работы с высокой точностью и скоростью.
· Недостатки:
— Компенсаторы рассчитанына работу только в определенных диапазонах наклона. При наклоне, превышающемдиапазон работы компенсатора – он работать не будет.
— При переноске ихранении маятниковый компенсатор может «залипать».
— Температура, особеннонеравномерный нагрев от солнечных лучей влияет на любые элементы нивелира – втом числе на работу компенсатора. Помимо этого, компенсатор, хотя можетисправить незначительные отклонения оптической оси нивелира от горизонтальногоположения, но с внешними атмосферными влияниями справиться не в силах.
— Для долгой ибесперебойной службы геодезического инструмента важен регулярный идоброствестный уход за ним. Осуществление регулярных своевременных поверокявляется его частью.
Список использованнойлитературы
1. Справочное руководство. Под общейредакцией М.Д. Бонч–Бруевича;
2. Геодезия. П.Н. Бруевич, Е.М.Самошких;
3. Основы геодезии и маркшейдерскогодела. В.И. Борщ – Компониец;
4. Геодезия. Н.В. Федоров, Ф.А.Коршак;
5. Справочник геодезиста: подредакцией В.Д. Большакова и Г.П. Левчука. 3-е издательство, переработано идополнено – М.: Недра;
6. Нивелиры с компенсаторами.Кочетов, Ф.Г. Издательство: М.: Недра; Издание 2-е, перераб. и доп.;
7. www.gsi.ru/art.php?id=188
8. tool1.ru/page/page64.html
9.www.mybntu.com/stroika/geodezia.html?start=40
10.ru.wikipedia.org/wiki/Нивелир
11.www.nivelir.kz/index.php/materialy/131-osobennosty-ekspluatacii-nivelirov-s-kompensatoramy
12. www.synergy-gis.com/lib/malkov/3_3.html