Лабораторная работа №2. Угловые измерения
Цель работы: ознакомиться с устройством теодолитов ТТ-5, научиться выполнять их поверки, ознакомиться с методикой измерения вертикальных и горизонтальных углов.
2.1. Устройство теодолита ТТ-5. Теодолит-тахеометр ТТ-5 является повторительным. Лимб теодолита оцифрован по ходу часовой стрелки через каждые 5о. Цена деления лимба равна 10/; точность верньера 30//. Вертикальный круг теодолита имеет ту же оцифровку, что и горизонтальный. Имеет следующие основные оси:
  
Рис. 1. Схема осей теодолита ТТ-5. 1 – подставка теодолита; 2 – лимб; 3 – алидада; JJ – основная ось теодолита; UU – ось уровня; VV – визирная ось; TT – горизонтальная ось вращения зрительной трубы.
В своем составе теодолит ТТ-5 имеет следующие основные части: 1 – пружинящая пластина с втулкой для станового винта; 2 – подъемный винт; 3 – подставка; 4 – микрометренный (или наводящий) винт лимба горизонтального круга; 5 – подставка трубы; 6 – наводящий винт трубы; 7 - наводящий винт алидады вертикального круга; 8 – труба; 9 – вертикальный круг; 10 – закрепительный винт трубы; 11 – окуляр; 12, 13 – закрепительный и наводящий винты алидады горизонтального круга; 14 – неподвижная лупа; 15 – закрепительный винт горизонтального круга; 16 – исправительный винт уровня; 17 – закрепительный винт подставки; 18 – колпачок, прикрывающий исправительные винты сетки нитей.
Рис. 2. Устройство теодолита ТТ-5.
Отсчетное устройство теодолита ТТ-5 состоит неподвижного лимба и вращающейся алидады. На лимбе нанесены градусы длинными штрихами, каждый градус разбит на 60/ шестью короткими штрихами.
Рис. 3. Отсчетное устройство теодолита ТТ-5. 1 – лимб, 2 – верньер. Отсчет составляет 170о44/30//.
На алидаде 10/ разбиты длинными штрихами на единицы, короткие штрихи каждую минуту на 30//. Таким образом, при помощи отсчетного устройства можно снимать значения градусов, минут и секунд. Для того чтобы узнать, какое количество градусов показывает отсчетное устройство, надо посмотреть какое значение градусов пересекла нулевая отметка алидады. Для того чтобы узнать количество десятков минут нужно отметить количество коротких штрихов на лимбе от значения градуса. Таким образом, по лимбу (или нижнему кругу смотрят значения градусов и десятков минут), а по кругу алидады (или верхнему кругу) единицы минут и секунды. Круг алидады разделен на единицы минут длинными штрихами, каждая минута поделена на 30// коротким штрихом. Смотрят, какой из штрихов верхнего круга совпадет со штрихом нижнего круга без зазоров. Если это длинный штрих то, отсчитывая от нуля количество штрихов, получают значение минут с точностью до единицы и нулевое значение секунд. Если совпал короткий штрих то, отсчитывая от нуля количество единиц минут, к ним приписываем 30//.
2.2. Поверки теодолита ТТ-5 1. Поверка перпендикулярности оси UU цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга к основной оси JJ инструмента. Устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов и поворачивая их в разные стороны, приводят пузырек в нульпункт. Поворачивают алидаду на 180о. Если после поворота алидады пузырек уровня остался на середине, то условие выполнено. В противном случае, действуя исправительным винтом уровня, перемещают пузырек к нульпункту на половину дуги отклонения. Для контроля действия повторяют, т.е. вновь приводят пузырек на середину вращением подъемных винтов, поворачивают алидаду на 180о и т.д. Перед производством последующих поверок необходимо основную ось теодолита привести в отвесное положение. Для этого вращением подъемных винтов, по направлению которых был установлен уровень, приводят пузырек на середину. Вращением алидады устанавливают уровень вдоль третьего подъемного винта и, действуя им, приводят вновь пузырек на середину. 2. Поверка перпендикулярности визирной оси VV к оси TT вращения трубы. Если это условие не выполнено, то визирная ось и нормаль к оси вращения трубы составят некоторый угол c. Этот угол называется коллимационной ошибкой. Закрепляют винтом лимб, наводят центр сетки (при круге право – КП) на отдаленную точку местности, расположенную на одном уровне с осью вращения трубы, производят отсчеты по двум верньерам и вычисляют среднее из них. Переводят трубу через зенит, поворотом алидады наводят (при круге лево – КЛ) центр сетки на ту же точку, вновь производят отсчеты по верньерам и находят среднее из них. Если средние отсчеты при наведении на точку местности при КП и КЛ отличаются друг от друга на 180о ± 2t, где t – точность верньера, то условие выполнено. В противном случае, действуя микрометренным винтом алидады, устанавливают нуль верньера на средний из отсчетов, полученных при КП и КЛ. Центр сетки при этом сойдет с наблюдаемой точки. Отвернув колпачок и действуя исправительными винтами сетки, совмещают ее центр с точкой местности. Величина коллимационной ошибки находится по следующей формуле:
где: R – средний из отсчетов при КП, L - средний из отсчетов при КЛ. Средние отсчеты берутся без учета градусов. Если величина коллимационной ошибки c будет больше чем 2t, то производят юстировку. Для этого, находят отсчет k, соответствующий перпендикулярному положению визирной оси к оси вращения трубы по формуле:
На этот отсчет устанавливают нуль первого верньера при КЛ. Действуя горизонтальными исправительными винтами сетки нитей, совмещают ее центр с точкой местности. Для контроля поверку повторяют. 3. Горизонтальная ось TT вращения трубы должна быть перпендикулярна основной оси JJ инструмента. Устанавливают теодолит на расстояние 20-30 м от стены высокого здания (или другого предмета) и приводят основную ось инструмента в отвесное положение. Закрепляют лимб, наводят центр сетки на четко видимую высокую точку B в стене здания, закрепляют алидаду, отпускают трубу примерно до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию b1 центра сетки нитей. Переводят трубу, через зенит, открепляют алидаду, вновь визируют на точку B, закрепляют алидаду и опускают трубу до уровня отмеченной ранее на стене точки b1. Если центр сетки совпал с точкою b1, то условие выполнено. В противном случае отмечают на стене вторую проекцию b2 центра сетки. Если отношение отрезков 4. Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси TT вращения трубы. Наводят центр сетки на хорошо видимую точку местности. Действуя наводящим винтом трубы, вращают ее в отвесной плоскости. Если нить сетки не сходит с наблюдаемой точки, то условие выполнено. В противном случае слегка открепляют винты, крепящие окулярную часть трубы, и поворачивают ее (вместе с сеткой) так, чтобы условие было выполнено, после чего винты закрепляют.
2.3. Измерение горизонтальных углов способом приемов. Горизонтальный угол получают как разность двух направлений, выходящих из его вершины.
Рис. 4. Схема измерения горизонтальных углов. Два таких направления 2-1 и 2-3 составляют два угла:
При измерении левого угла сначала визируют на переднюю, а потом на заднюю точки и значение угла получают по формуле
Чтобы определить, какая точка правая, какая левая, надо стать в вершине угла, лицом внутрь его. Преподавателем выбираются 3 точки. Устанавливают теодолит над вершиной измеряемого угла и подготавливают его для измерений. Закрепляют лимб, открепляют закрепительный винт алидады и трубы, наводят ее на правую точку 1, производят отсчеты по двум верньерам (по первому – градусы, минуты, секунды, а по второму – только минуты и секунды) и вычисляют среднее их них. Открепляют алидаду, наводят трубу на левую точку 3, производят отсчеты по двум верньерам и вновь вычисляют среднее из них. Из среднего отсчета на правую (заднюю) точку вычитают средний отсчет на левую (переднюю) точку и получают значение угла. Если отсчет на правую точку окажется меньше отсчета на левую (нуль лимба оказался между сторонами измеряемого угла), то к отсчету на правую точку прибавляют 360о. Эти действия составляют круг право – КП. На этом заканчивается первый полуприем. Переводят трубу через зенит, смещают лимб на угол, близкий к 90о, и при КЛ вновь производят все действия в указанном выше порядке. Эти действия составляют второй полуприем. Два полуприема образуют полный прием. Значения угла, полученные из первого и второго полуприемов, могут отличаться друг от друга не более чем на двойную точность верньера. При этом условии находят среднее значение угла. При большем расхождении угол измеряют вновь. Все данные заносят в журнал измерения горизонтальных углов.
Журнал измерения горизонтальных углов способом приемов.
Вертикальный угол так же, как и горизонтальный, составлен двумя направлениями. Одно направление дает линия визирования, другое соответствует горизонтальному положению визирной оси. Для измерения угла наклона теодолит снабжен вертикальным кругом, наглухо скрепленным с осью вращения трубы и вращающимися вместе с ней. Разность отсчетов по вертикальному кругу производят при помощи отсчетных приспособлений алидады. Начальный индекс алидады во время работы должен сохранять неизменное положение. Для этой цели алидада снабжена уровнем, пузырек которого перед отсчетом по вертикальному кругу приводится в нульпункт при помощи микрометренного винта. Углы наклона (ν) вычисляют по формулам:
Где: R- отсчет по вертикальному кругу при КП; L – отсчет по вертикальному кругу при КЛ; MO – место нуля. Место нуля это отсчет по вертикальному кругу, соответствующий горизонтальному положению визирной оси, когда пузырек уровня при алидаде вертикального круга находится в нульпункте. Место нуля определяется по формуле:
Отсчет градусных делений проводят по верньеру, ближайшему к окуляру (этот верньер будет расположен около нуля лимба вертикального круга). При вычислении по приведенным формулам углов наклона и места нуля надо к отсчету, меньшему 90о, прибавить 360о. Все данные заносятся в журнал. Журнал измерения вертикальных углов.
|
(2).
(3)
, то условие выполнено. В противном случае юстировка инструмента производится в оптико-механической мастерской.
β – правый и 
(4).
(5).
(6)
(7)
