Termokings.ru

Домашний Мастер
18 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Теодолит: устройство, назначение, разновидности

Точность в строительных и инженерно-монтажных работах – превыше всего, «на глаз» выполнить сложные построения совершенно невозможно и недопустимо. Множество геодезических приборов призваны обеспечить правильность производимых измерений и выполнение расчетов – это мерные ленты, нивелиры, тахеометры и т.д.

Одним из основных высокоточных устройств, предназначенным для корректной работы специалистов геодезического профиля, является и теодолит – оптико-электронный прибор, производящий угломерную съемку с измерениями вертикальных и горизонтальных углов.

Сфера применения теодолитов широка:

  • построение сети геодезических точек на местности, образованной треугольниками (триангуляция);
  • построение топографических планов и карт;
  • определение расположения точек земной поверхности относительно друг друга (полигонометрия);
  • проведение общестроительных работ: фиксация горизонтальности и вертикальности всевозможных конструкций – свай, колонн, фундамента, панелей и т.д.

Освоить работу с теодолитом несложно и при определенных навыках выполнение сложных измерений и расчетов не составит труда.

Теодолит. Виды и работа. Устройство и применение. Как выбрать

Теодолит – это распространенное измерительное устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов. Оно применяется при проведении общестроительных работ, геодезических исследований и топографических съемок. С его помощью можно определить вертикальные и горизонтальные углы в градусах с минутами.

Отдельные модификации устройства оснащаются дальномером, который увеличивает возможность прибора и позволяет с его помощью определять расстояние до объектов. На базе данной конструкции были разработаны другие приборы, адаптированные под определенные условия съемки, где использование базовой комплектации будет менее удачным.

Разновидности теодолитов

В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:
  1. Высокоточные.
  2. Точные.
  3. Технические.

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.

Теодолит бывает следующих видов:
  • Оптические.
  • Электронные.
  • Лазерные.

Оптические были изобретены первыми. Их принцип действия заключается в использовании визирной трубы с нанесенной на линзы шкалой. По шкале осуществляется ориентирование параметров угла между несколькими вертикальными или горизонтальными точками объекта исследования.

Электронные оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков. После того как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо измерить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей. Это позволяет минимизировать работу оператора, поскольку в отличие от применения оптических устройств, ему не нужно внимательно присматриваться к шкале.

Лазерные оснащаются лазерным лучом, который высвечивает визуально заметную линию на объекте измерения. Оператор настраивает ее таким образом, чтобы она проходила через две требуемые точки. Прибор сам автоматически определяет угол наклона, по которому осуществляете свечение лазерного луча. Подобные устройства имеют ограниченную дальность, поскольку лазерный луч не может распространяться очень далеко. Такие приборы применяют в общестроительных работах. Особенно они удобны для установки колонн и возведения мостов.

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.

Читать еще:  Как устроен нутромер индикаторный и как им пользоваться?

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.

Узкоспециализированные теодолиты

По сути, теодолит является универсальным устройством, которое может измерять углы практически в любых условиях. Тем не менее, были разработаны усовершенствованные узкоспециализированные конструкции, дающие большие удобства для определенных целей. Такие устройства теряют свою универсальность, но приобретают ряд преимуществ.

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.

Гиротеодолит

Является гироскопическим устройством, с помощью которого осуществляется ориентирование при строительстве тоннелей и разработки шахт. Также с его помощью можно осуществлять топографические привязки. Им определяется азимут направления. По принципу действия данные устройства похоже на гирокомпас.

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°С.

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.

Виды устройств

Имеются следующие виды устройств:

  • Механические. Наиболее простой по конструкции и самый дешевый тип, однако у него и самая низкая точность, поэтому для серьезной работы он не подходит.
  • Электронные. Электронный теодолит удобен, потому что оснащен устройством для считывания и обработки результатов, геодезисту остается правильно выставить его, а остальное прибор сделает сам.
  • Оптические. Наиболее широкое распространение получил теодолит оптический. Он не производит расчеты, как электронный, но стоимость устройства и качество измерения привлекают.
  • Лазерные. Эти теодолиты самые дорогие, но и более совершенные устройства. Позволяют делать измерения с большой точностью и удобны в использовании, но приобретать их имеет смысл лишь для постоянных работ, где высоки требования к результату.

Два принципиально разных вида теодолитов отличаются по подвижности алидады и лимба. В повторительных типах данные элементы могут закреплять поочередно, а показания снимать методом последовательных повторений. Обыкновенные варианты этого не допускают, так как алидада с осью представляют в них единое неподвижное целое, и для каждого измерения требуется отдельная настройка.

Конструкция прибора

По своей конструкции теодолиты подразделяются на следующие типы:

  • Простые. В схемах теодолитов алидада и лимб вращаются независимо.
  • Повторительные. Вращение лимба и алидады может происходить как по отдельности, так и совместно.

Теодолиты по своей точности подразделяются на:

  • Технические, имеющие погрешность 15 — 60 угловых секунд.
  • Точные с погрешностью менее 10 секунд.
  • Высокоточные. Позволяют выполнить измерения с погрешностью до 1 угловой секунды.

Разновидности теодолитов

Современные образцы отличаются многообразием конструктивных особенностей. В основу классификации устройств положены следующие признаки:

  • принцип действия;
  • допустимая точность проводимых измерений (типы теодолитов);
  • конструкции;
  • видовым особенностям.

По принципу действия устройства выпускаются:

  • механические;
  • оптические (отсчёт производится на основе оптической системы);
  • цифровые (отсчёт производится с помощью электронных устройств);
  • лазерные (заложен принцип лазерных измерителей).
  • высокоточные;
  • точные;
  • технические.
Читать еще:  Структура, свойства и применение чугунов (стр. 5 )

Конструктивно устройства выполняются двух вариантов: повторительный, неповторительный.

Виды теодолитов бывают:

  • традиционный;
  • с встроенным компенсатором;
  • автокаллимационный;
  • прямого видения;
  • маркшейдерский;
  • электронный.

Сегодня принята следующая система обозначения подобных устройств. Буквами обозначают отношение по принятой классификации:

  • «Т» — наименование устройства, то есть теодолит. Следующие буквы указывают на отношение к определённому классу.
  • М – это, так называемый маркшейдерский теодолит. Их применяют в шахтах, тоннелях, пещерах, горных проходах.
  • К – свидетельствует о наличие специального компенсатора, который всецело заменяет уровни.
  • П – оснащение инструмента зрительной трубой прямого видения (изображение получается не перевёрнутым).
  • А – встроенный автокаллиматор.
  • Э – электронные теодолиты.

Оптический маркшейдерский теодолит 2Т30М

Высокоточные позволяют производить угловые измерения с допустимой погрешностью в интервале от 0,5 угловых секунд, но не более одной угловой секунды. Второй тип (точные) приборы производят такие измерения с точностью от двух до пятнадцати угловых секунд. Точность технических агрегатов находится в интервале от двадцати до шестидесяти угловых секунд.

Измерение углов теодолитом – изучаем марки приборов

В этом разделе мы хотим не только коснуться видов теодолита, но и его маркировки, ведь это в первую очередь бросается в глаза и вызывает некую растерянность при покупке прибора, а также при знакомстве с его работой. Итак, для начала разберемся, какими же приборами располагает промышленность с точки зрения их работы. Имеется механическое устройство, оптическое, лазерное и электронное. Первый тип – самый дешевый и простой, но имеет самую низкую точность, поэтому подойдет, скорее всего, только для изучения, а не для серьезных разработок.

Электронный удобен тем, что имеет устройство для считывания и обработки результатов, то есть геодезист должен только правильно его выставить, а остальное сделает машина. Но самым распространенным считается оптический теодолит, в нем приятно сочетаются цена и качество измерения, хоть он и не обладает мозгом, как электронный. А вот самым дорогим, но и более совершенным является лазерный, это самый точный прибор и удобный в использовании, однако имеет смысл для постоянных работ с высокими требованиями к качеству результатов.

Есть два принципиально отличающихся вида теодолитов по конструкции корпуса, а именно, подвижности лимба и алидады. В повторительных типах эти элементы можно закреплять поочередно и снимать показания методом последовательных повторений. А вот в простых этого делать нельзя, алидада и ось представляют там одно неподвижное целое, каждое измерение потребует отдельной настройки. Теперь напоследок рассмотрим маркировку инструмента, чтобы не путаться и не ожидать от измерений чего-то большего, чем они могут дать.

Марка теодолита включает совокупность цифр и букв, которые будет легко прочитать после нашего небольшого пояснения. В каждом имеется связка буквы «Т» и цифры, это – основа основ и показывает нам, что это действительно Теодолит, а цифры показывают погрешность измерения в секундах, чем они выше, тем больше погрешность. 1 маркирует высокоточные приборы, 2 и 5 – точные, 15 и 30 – технические. Цифра точности стоит после буквы «Т», а если какой-то номер стоит перед этой литерой, она обозначает поколение прибора, то есть его модификацию в заявленной категории предложенной марки.

После точности идут еще несколько букв, они обозначают особенности конструкции и исполнения. (М – маркшейдерское назначение, Э – электронный, А – автоколлимация, П – дает прямое изображение, К – имеет компенсаторы).

Устройство и принцип работы теодолита

Современные теодолиты обеспечивают измерения углов горизонтальных и вертикальных не только при геодезических работах, но и в топографической съемке местности, маркшейдерских и горных работах в шахтах, туннелях и пр., работах по строительству, азимутальных определениях, других задачах, связанных с необходимостью точных измерений и выносом проектов в натуру.

В основе конструкции теодолита (в частности, оптического, как наиболее традиционного варианта), обеспечивающей его работу, лежат горизонтальный и вертикальный круги (лимбы) с градуировкой в градусах и минутах, система оптических (для наведения на цель и снятия значений измерений) и механических (для установки, поворотов и фиксации лимбов и оптики) приспособлений.

В общем, принцип состоит в наведении зрительной трубы на цель, фиксации показаний горизонтального и вертикального лимбов, проекцию значений которых через систему призм и зеркал можно видеть с помощью шкалового микроскопа.

Для повышения точности измерения производятся многократно. Методик работы с теодолитами существует много, например, измерение углов полуприемами, по результатам которых выводятся значения измерения полным приемом и т.д.

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка устройства считается довольно существенным этапом перед проведением измерений.

Центрирование

Действие предусматривает подготовительный выбор, будущую установку теодолита точно над центром известного геодезического пункта. В большинстве случаев его проводят, применяя оптический центрир. В других случаях применяют обыкновенный строительный отвес.

Горизонтирование

Предусматривает установку горизонтального круга, применяя показания уровней в горизонтальное положение.

Его выполняют, завершив дополнительную проверку уровня алидады. Регулировку делают подъёмными винтами.

Фокусировка

Фокусировка устройства предусматривает установку чёткого изображения. Точность установки ценится по чёткости наблюдаемой сетки нитей. Её проводят небыстрым изменением положения диоптрийного кольца. Перемещение длится, пока не будет получено отчётливое изображение каждой нити.

Основные элементы прибора

Главные части теодолита:

Во время строительства теодолитом пользуются для контроля уровня здания.

  1. Лимб – это сфера с градуировкой от 0° до 360°, позволяющая проводить обмер угловых зон, становясь своеобразной активной меркой.
  2. Алидада – движимая деталь прибора, обладающая системой отсчета относительно лимба и просматривающей трубой. Чаще всего крутящийся элемент именуют алидадой.
  3. Обозревающая трубка фиксируется на подставках.
  4. Осевое устройство помогает алидадной части и лимбу вращаться по вертикали оси.
  5. Вертикальная сфера измеряет углы аналогичного вида.
  6. Подставочный механизм, оборудованный винтами в количестве 3 штук.
  7. Винты для зажима и наведения, расположенные на движимой детали теодолита.
  8. Штативный механизм, оснащенный отвесным крючком, площадочной плоскостью для фиксации прибора и имеющий становой винт.
  • винт перестановки лимба;
  • уровень при алидаде горизонтального круга;
  • уровень вертикального круга;
  • винт фокусировки трубы;
  • окуляр микроскопа отсчетного устройства.
Читать еще:  Газовые манометры низкого давления диаметром 50 мм

Теодолит передвигается следующими способами:

  1. Перемещение зрительного устройства.
  2. Кручение алидады и лимба. Такое действие связывается с креплением винтами зажимного и наводящего характера.

Перемещение лимба также может быть различным. Так, подобное движение нередко связывается с действием двух винтов, креплением рассматриваемой детали с алидадой.

Большинство современных приборов оборудуется зрительной трубой, совмещающей стороны угла и алидады. Ее движение осуществляется относительно азимута и высоты. Чтобы устройство было максимально надежно защищено от случайных ударов, его помещают в специальный металлический корпус. В нем ему не страшны никакие механические воздействия, а также неожиданные падения.

Осевое устройство позволяет плавно обращать лимб и алидаду, винты берут под контроль сам момент кручения.

Для фиксации прибора на землю необходимо приготовить специальный штатив. Соединение отвесной линии и середины обмерного круга проводится нитяным отвесом.

Движущаяся коллимационная плоскость, появившаяся в результате вращения визирных осей обозревающей трубы около середины.

В основном теодолит – устройство, требующее слаженной и четкой работы. Особенно оно требовательно к новичкам. Поэтому перед началом работы следует подробно ознакомиться с инструкцией.

Основные виды геодезических устройств

GPS-техника

При формировании информации для построения карт в малоизученных или труднодоступных районах высокая точность и качество выполняемых работ обеспечивается с использованием специализированного GPS-оборудования. с его помощью у пользователя появляется возможность получать необходимые координаты с точностью до 1 мм в любых погодных или климатических условиях, при любой видимости. Кроме того, такие устройства управляются при помощи одной-двух кнопок, поэтому обучение оператора занимает минимум времени, не требуя специальной подготовки.

Важно и то, что обработка результатов проведенных измерений с помощью профильного программного обеспечения также фактически выполняется в автоматическом режиме. С использованием технологий GPS у предприятий, предоставляющих геодезические услуги, появляется возможность несколько сократить число специалистов, выезжающих на объект, тем самым снижая себестоимость предоставляемых услуг.

Электронный тахеометр

Этот прибор идеально подходит для ведения работ в полевых условиях и кодирования полученной информации. Тахеометры используются при проведении съёмок местности после получения о ней всех базовых координат, изменений для каждой из точек геодезической сети. Тахеометры позволяют не только измерять расстояния и углы, но и кодировать данные, выполняя своего рода «оцифровку» полученных сведений непосредственно в поле.

Технология выполнения работ с использованием этого прибора достаточно проста и автоматизирована: в специальную таблицу вносятся все объекты, которые подлежат исследованию, присваивая им индивидуальный идентификатор. Программное обеспечение позволяет загрузить эти сведения в прибор, чтобы при выполнении работ оператор получил возможность просто выбирать на экране тахеометра необходимый объект и измерять его координаты. В камеральных условиях данные выгружаются в компьютер, а геодезист получает всю информацию с привязкой к конкретному объекту. Это значительно облегчает работу и снижает до минимума вероятность ошибки.

Тахеометры также активно используются при проведении:

  • инженерных измерений,
  • туннельных работ,
  • измерений фасадов зданий,
  • мониторинга деформаций,
  • при проведении расчётов объёма земляных работ,
  • в процессе монтажа конструкций,
  • работ в труднодоступных местах.

Лазерные дальномеры

Это компактные портативные приборы, получившие широкое применение в работе архитекторов, строителей, дизайнеров, домашних мастеров. Лазерные дальномеры очень популярны и востребованы благодаря своей функциональности, удобству эксплуатации, невысокой стоимости. Принцип работы такого инструмента заключается в измерении времени, за которое лазерный луч проходит расстояние от излучателя до заданного объекта и обратно. Погрешность полученного результата ограничивается миллиметрами, а скорость выполнения замеров, их точность и возможность выполнения одним человеком без помощника стали определяющими при выборе оптимального оборудования для проведения подобных работ.

Лазерные нивелиры

Эти приборы, по сути, являются построителями плоскостей при помощи лазерных лучей. В результате их использования специалисту удаётся быстро и наглядно получить видимые линии, которые проецируются на заданную поверхность. Все полученные плоскости всегда идеально выровнены по вертикали и горизонтали, что позволяет оперативно оценить качество выполненных строительных работ при наружной и внутренней отделке помещений. Обработка полученных данных выполняется при помощи специализированного программного обеспечения.

Теодолиты и оптические нивелиры

Это профессиональное геодезическое оборудование, которое позволяет с высокой точностью определить расстояния, превышения точек по вертикали, горизонтальные и вертикальные углы. Теодолиты и оптические нивелиры – неэлектронные устройства, которые могут использоваться специалистами вне зависимости от погодных условий. Они особенно активно используются при устройстве фундаментов и возведении, в ходе строительства эстакад и мостов.

Сотрудники компании «ГеоСодружество» оснащены всем необходимым для проведения полного комплекса работ на объектах любого назначения, чтобы гарантировать неизменно высокую точность и качество выполняемых работ.

← Остались вопросы? Напишите в форму слева или позвоните по телефону +7 (495) 673-73-30 .

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×