Файл: Технические теодолиты.docx

Рис.1 Теодолит ТЗО

1 — визир;

2 — закрепительный винт зрительной трубы;

3— юстировочный винт уровня;

4 — уровень:

5 — подставка;

6 —подъемный винт;

7 — дно футляра;

8. 9. 10 — наводящие винты.

Т30 – оптический, малогабаритный повторительный теодолит с односторонним штриховым микроскопом и с цилиндрической системой вертикальной оси.

Цена деления лимбов теодолита Т30 – 10`. Отсчет берется по штриховому индексу с точностью до десятых долей «на глаз» наименьшего деления лимбов, то есть с точностью 1`(см. рис.2). [7]

Рис. 2

Теодолит Т30 используют для измерения горизонтальных и вертикальных углов, измерений расстояний по нитяному дальномеру, определения магнитных азимутов и нивелирования горизонтальным лучом. Средняя квадратичная ошибка измерения горизонтальных и вертикальных углов одним приемом составляет 30``. [3][8]

Основными преимуществами теодолита Т30 являются:

• 
  маленькие масса и размеры
  
• 
  простейший способ отсчитывания по лимбу
  
• 
  возможность использования повторительного способа измерения горизонтальных и вертикальных углов [8]
  

Технические характеристики теодолита
Увеличение зрительной трубы, крат. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20

Поле зрения зрительной трубы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2^○

Фокусное расстояние объектива, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157

Диаметр выходного зрачка, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,35

Коэффициент нитяного дальномера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100

Пределы фокусирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . От 1м до

Диаметр лимба, мм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72

Цена деления лимба. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10`

Увеличение отсчетного микроскопа, крат. . . . . . . . . . . . . . . . . .18

Погрешность отсчитывания. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .0,5-1`

Цена деления уровня при алидаде горизонтального круга. . . .45`

Масса кг:

теодолита. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2,2

теодолита в футляре. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,2

[8]

Конструкция теодолита

Рис. 3 – теодолит Т30 в разрезе:

1 — трибка;

2 — корпус зрительной трубы;

3 — фокусирующая линза;

4 — колпачок;

5 — котировочный винт сетки;

6 — диоптрийное кольцо окуляра зрительной трубы;

7 — окуляр зрительной трубы;

8— сетка;

9 — фланец;

10 — окуляр микроскопа;

11— отсчетный микроскоп;

12 — объектив микроскопа;

13 — пентапризма;

14 — вертикальный круг;

15 — коллектив с индексом;

16, 48 — боковые крышки;

17, 25 — кронштейны;

18 — оправа приз мы;

19. 21, 27 — призмы;

20, 43 — лагеры;

22 — первая линза объектива вертикального круга;

23 — вторая линза объектива вертикального круга;

24 — объектив горизонтального круга;

26 — обойма;

28 — втулка хомутиков;

29, 39, 42 — хомутики;

30 — гайка;

31 — винт;

32 — втулка вертикальной оси;

33 — вертикальная ось;

34 — ограничительная гайка;

35 — оправа вертикальной оси;

36, 38 — закрепительные винты;

37 — нижняя крышка;

40 — горизонтальный круг;

41 — объектив зрительной трубы;

44 — винт:

45 — вкладыш;

46 — ось кремальеры;

47 — кремальера;

49 — колонка;

50 — втулка кремальеры

Почти все металлические детали теодолита Т30 состоят из алюминиевых сплавов с соответствующими упрочняющими и антифрикционными покрытиями.

Основание теодолита одновременно служит и дном футляра, что очень удобно при эксплуатации, так как можно колпаком от футляра закрыть теодолит, не снимая его со штатива, и при переходе с точки на точку избежать каких-либо механический повреждений прибора. Это также снижает массу теодолита в футляре.

На рис. 3 показан теодолит Т30 в разрезе. Штрихи на горизонтальном круге нанесены на нижней поверхности и оцифрованы через каждый градус. Оправа с горизонтальным кругом укреплена шестью винтами на втулке 32 вертикальной оси. Втулка установлена в оправе и может свободно вращаться в ней как от руки, так и с помощью наводящего винта 8 (см. рис. 1). Наводящий винт вращает хомутик 29 (см. рис. 3) на втулке. Если хомутик скрепить с втулкой закрепительным винтом 36, то вместе с хомутиком будет вращаться втулка 32 и скрепленный с ней горизонтальный круг. Поскольку на втулке находится второй хомутик 39, который можно закрепить винтом 38, то вместе с кругом можно будет вращать и всю алидадную часть теодолита. Если же вращать наводящий винт 9 (см. рис. 1), то будет вращаться только алидадная часть относительно неподвижного горизонтального круга. Вертикальная ось соединена с колонкой 49 (см. рис. 3). В колонке в специальных лагерах 20 и 43 установлена горизонтальная ось, выполненная заодно с корпусом зрительной трубы. Внутренние диаметры втулок эксцентричны относительно наружных посадочных диаметров (см. рис. 4).

Рис. 4 Конструкция лагеры горизонтальной оси

Это дает возможность производить юстировку наклона оси вращения зрительной трубы даже в поле. Зрительная труба переводится через зенит обоими концами. Фокусирование производят вращением кремальеры 47 (см. рис. 3). На одной оси с кремальерой расположена трибка, которая находится в зацеплении с зубчатой рейкой, скрепленной с оправой фокусирующей линзы. Во время вращения кремальеры фокусирующая линза совершает поступательное движение вдоль оптической оси. Штифт, расположенный на торце втулки 50, ограничивает движение фокусирующей линзы. Зазор в зубчатом зацеплении рейки с трибкой выбирается хвостовиком плоской пружины, расположенной между корпусом трубы и фланцем оптического визира 1 (см. рис. 1). Хвостовик пружины проходит через отверстие в корпусе трубы и прижимает оправу фокусирующей линзы вместе с рейкой к трибке. Для предохранения зубчатого зацепления от повреждения в кремальере имеется предохраняющее фрикционное устройство. Когда момент сил, приложенных к кремальере, превысит допустимое значение, кремальера вместе с вкладышем 45 (см. рис. 3) начинает проскальзывать относительно оси.

Окуляр зрительной трубы симметричный. Вращением диоптрийного кольца 6 окуляр устанавливают по глазу. Сетку 8 в оправе можно перемещать в двух взаимно перпендикулярных направлениях при юстировке коллимационной погрешности и места нуля с помощью юстировочных винтов 5, закрытых колпачком 4. Рядом с окуляром зрительной трубы расположен отсчетный микроскоп. Вращением диоптрийного кольца окуляра микроскоп устанавливают по глазу: в поле зрения должны быть четко видны отсчетный индекс и штрихи лимбов. Отсчетный индекс нанесен на плоской поверхности коллективной линзы 15, которая завальцована в оправу и установлена в кронштейне 17. Пентапризма 13, расположенная внутри горизонтальной оси, изменяет направление оптической оси микроскопа. Пентапризма, объектив микроскопа, призма 19, линзы объектива отсчетной системы вертикального круга, объектив горизонтального круга, призмы 21 и 27 отсчетной системы установлены в своих оправах и имеют необходимые степени свободы для юстировки. Вертикальный круг укреплен на торце горизонтальной оси. Штрихи нанесены на внутренней поверхности круга, обращенной к зрительной трубе, и оцифрованы через каждый градус. На противоположном конце горизонтальной оси укреплена втулка 50 с хомутиком 42. Закрепительным винтом 2 (см. рис. 1) хомутик соединяется с горизонтальной осью, а наводящим винтом 10 зрительной трубе придается микрометренное вращение при наведении на цель в вертикальной плоскости.

Колонка с двух сторон закрыта боковыми крышками 48 (см. рис. 3) и 16. В нижней части колонки на ее боковой стороне установлен цилиндрический уровень 4 (см. рис. 1). Расположение уровня определено необходимостью контролировать с его помощью положение теодолита при измерении вертикальных углов, поскольку уровня при алидаде вертикального круга в этом теодолите нет. Юстировочным винтом 3 ось уровня устанавливают перпендикулярно к вертикальной оси теодолита. [8]

Оптическая схема теодолита

Рис. 5. Оптическая схема отсчетной системы теодолита ТЗО: 1 — зеркало подсветки; 2 — иллюминатор; 3 — вертикальный круг; 4, 10, 14 — призмы; 5 — коллектив с индексом; 6 — окуляр; 7 — объектив отсчетного микроскопа; 8 — пентапризма; 9 — горизонтальный круг; 11 — вторая линза объектива вертикального круга; 12 — объектив горизонтального круга; 13 — первая линза объектива вертикального круга
Теодолит Т30 имеет одноканальную оптическую схему отсчетной системы с отсчетом по одной стороне угломерных кругов.

Изображение штрихов вертикального круга 3 (рис. 5) с помощью призмы и двух линз объектива проецируется в плоскость штрихов горизонтального круга. Изображение штрихов лимбов с помощью призмы 4, объектива и призмы 14 проецируется на плоскую поверхность коллективной линзы 5, на которой нанесен отсчетный индекс. Изображения индекса и штрихов лимбов наблюдают через микроскоп, который состоит из объектива и окуляра. Пентапризма 8 изменяет направление хода лучей в микроскопе.

Оптическая схема зрительной трубы показана на рис. 2. Объектив — двухлинзовый ахромат, окуляр симметричный.[8]

Теодолиты 2Т30 и 2Т30П





Рис. 6. Теодолит 2Т30 (2Т30П)

1 - уровень зрительной трубы

2 – зрительная труба
Теодолиты 2Т30 и 2Т30П являются модификациями теодолита Т30 и отличаются от него более высокой точностью, а 2Т30П, кроме того, имеет зрительную трубу прямого изображения.

Так же в комплект этих теодолит входит ориентир-буссоль, а на зрительной трубе установлен уровень для нивелирования горизонтальным лучом. [8]

В остальном: назначении, технических характеристиках, устройстве основных частей и комплектности, теодолиты 2Т30 и 2Т30П не отличаются от Т30.[9]

Технические характеристики

Средняя квадратическая погрешность измерения одним приемом:

горизонтального угла. . . . . . . . . . . . . . . .20’’

вертикального угла. . . . . . . . . . . . . . . . . 30’’

Погрешность ориентирования по буссоли:

систематическая. . . . . . . . . . . . . . . . . . .30’

случайная. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10’

Пределы измерения вертикальных углов. . . . . . . . +60…-50^○

Зрительная труба

Увеличение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20х

Поле зрения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2^○

Пределы визирования, м. . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,2...

Коэффициент дальномера К. . . . . . . . . . . . . . . . 100+-0,5

Постоянное слагаемое С. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0

Наружный диаметр оправы объектива, мм. . . . . . . . . . . 38
Отсчетное устройство

Цена деления лимбов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1○

Цена деления шкал микроскопа. . . . . . . . . . . . . . . . . 5’

Погрешность снятия показания с лимбов. . . . . . . . . . <30’’
Уровни

Цена деления уровня:

при алидаде. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45’’

при трубе. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20’’

[9]
Конструкция теодолитов 2Т30 и 2Т30П

Конструкция этих теодолитов в основном повторяет конструкцию теодолита Т30, но имеет и отличия, которые и позволили значительно повысить точность приборов.

В отличие от Т30, теодолиты 2Т30 и 2Т30П оснащены шкаловым отсчетным микроскопом.
Рис. 7. Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита 2Т30

Рис. 8. Теодолит 2Т30П (разрез): 1—прямоугольная призма; 2, 3 — линзы объектива горизонтального круга; 4 — кронштейн; 5, 6 — линзы объектива вертикального круга; 7 — призма Аббе (оборачивающий блок)

В отсчетном микроскопе вместо петапризмы установлена прямоугольная призма 1(рис.8). Объектив горизонтального круга состоит из двух склеенных линз 2 и 3, расположенных внутри кронштейна 4. Перемещением этих линз исключают рен и параллакс изображения штрихов горизонтального круга, перемещением линз 5 и 6 — вертикального круга. Оборачивающий блок Аббе 7 (в теодолите 2Т30П), установленный в зрительной трубе, создает прямое изображение.

Теодолит Т15 и Т15К

Оптический повторительный теодолит Т15 предназначен для измерения горизонтальных углов со средней квадратической погрешностью 15", а вертикальных — 20".
Рис. 9. Теодолит Т15: 1 – цилиндрический уровень; 2- окуляр зрительной трубы; 3 – шкаловой микроскоп.

Для центрирования теодолит имеет оптический центрир (отвес), который визируется на знак вершины угла. Горизонтальные и вертикальные круги теодолита снабжены цилиндрическими уровнями 1(рис. 9) с ценой деления 60 и 30" соответственно. Зрительная труба теодолита имеет увеличение 25х. Она может переводиться через зенит обоими концами. На корпусе зрительной трубы укреплены два оптических визира. Рядом с окуляром 2 зрительной трубы расположен окуляр шкалового микроскопа 3. В поле зрения отсчетного микроскопа одновременно видны изображения штрихов горизонтального Г и вертикального В кругов.

Рис.10. Поле зрения отсчетного микроскопа Т15.

Цена деления каждого из лимбов 1°. Каждый штрих лимба оцифрован. Отсчеты берутся по двум шкалам, которые находятся в верхней и нижней половинах поля зрения микроскопа. Каждая шкала, равная по длине одному делению лимба, разделена на 60 частей. Каждое деление шкалы соответствует 1`. Оцифрован каждый десятый штрих. Оценка долей наименьших делений производится на глаз с погрешностью до 0,1 (6").

На базе теодолита Т15 выпускается теодолит Т15К, у которого при вертикальном круге имеется самоустанавливающийся оптический компенсатор вместо цилиндрического уровня. Устройство компенсатора позволяет автоматически устранять ошибку при измерении углов наклона, вызванную отклонением вертикальной оси теодолита в пределах ±2'. В системе компенсатора применена прямоугольная призма, подвешенная на упругой пластинке. Воздушный успокоитель быстро гасит колебания компенсатора. Зрительная труба теодолита имеет прямое изображение визируемых предметов. Вертикальный круг теодолита Т15К имеет секторную оцифровку, которая позволяет сразу отсчитывать углы наклона как положительные, так и отрицательные. Для этого вертикальный круг разбит на четыре сектора, из которых два противоположных имеют положительную оцифровку, а два других — отрицательную. Видимая в поле зрения верхняя шкала В имеет двойную оцифровку: верхняя оцифровка служит для отсчитывания положительных вертикальных углов, а нижняя оцифровка шкалы В — для отрицательных. [6]

Рис.11.Поле зрения отсчетного микроскопа Т15К

Теодолит ТОМ

Рис. 12. Теодолит ТОМ: 1 – зеркало; 2- буссоль; 3,6,8 – винты;

4 – кольцо; 5 – основание; 7,10 – уровень; 9 - рычажок