Теодолит

Теодолит  – это геодезический прибор, предназначенный для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Происхождение слова «теодолит», по-видимому, связано с греческого словами theomai – смотрю, вижу и dalichas – длинный, далеко.

Существующие  типы теодолитов различаются по точности, виду отсчетных устройств, конструкции  системы вертикальных осей горизонтального  кргуа и назначению.

В зависимости  от точности измерения горизонтальных углов, теодолиты могут быть разделены  на 3 типа:

1. Высокоточные Т1, предназначенные для измерения углов в триангуляции и полинометрии 1 и 2 классов.
2. Точные Т2 для измерения углов в триангуляции и полигонометрии 3 и 4 кл; Т5 – для измерения углов в триангуляционных сетях и полигонометрии 1 и 2 разрядов и производства маркшейдерских работ на поверхности.
3. Технические Т15,Т30 и Т60 – для измерения углов в теодолитных и тахометрических ходах и съемочных сетях, а т.е. для выполнения маркшейдерских работ на поверхности и в подземных выработках.

По виду отсчетных устройств различают:

• верньерные теодолиты
• оптические теодолиты

Отсчетные устройства в виде верньеров используются в теодолитных с металлическими кругами. Теодолиты со стеклянными угломерными кругами и оптическими отсчетными устройствами.

По конструкции  системы вертикальных осей горизонтального  круга теодолиты подразделяются на неповторительные и повторительные.

У неповторительных теодолитов лимбы имеют только закрепительные винты либо приспособления для поворота и закрепления его в различных положениях.

Повторительные  теодолиты имеют специальную  повторительную систему осей лимба  и алидады, позволяющую лимбу  совместно с алидадой вращаться  вокруг своей оси.

По назначению различают следующие типы теодолитов:

1. Собственно теодолиты – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов.
2. Тахеометры – предназначены для измерения горизонтальных и вертикальных углов и определения расстояний при помощи нитяного дальномера или оптическими дальномерными насадками, что позволяет выполнять с их помощью тахеометрическую съемку. Все технические теодолиты (Т15,Т30,Т60 и др) являются тахеометрами.
3. Теодолиты специального назначения: астрономические теодолиты (АУ2 “/10”,АУ2”/2”) – предназначены для определения широты, долготы и азимутов из астрономических наблюдений, маркшейдерские теодолиты (Т15Н,Т30Н,2Т30Н).

Теодолиты - нивелир – имеет цилиндрические уровень при зрительной трубе  и может быть использован для  производства геометрического нивелирования; теодолит проектировочный имеет  в комплекте накладной уровень, окулярную насадку, дальномерный комплект, буссоль и оптический центрир, применяется для строительных разбивок; специализированные теодолиты. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Основной частью теодолита является горизонтальный круг, состоящий из лимба 3 и алидады 2. В процессе измерения горизонтального угла плоскость  лимба должна быть горизонтальной, а его центр – устанавливаться на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла. Отвесная линия ZZ, проходящая через ось вращения алидады горизонтального круга, называется осью вращения теодолита.

Ось вращения теодолита ZZ устанавливается в отвесное положение (плоскость лимба – в горизонтальное положение) по цилиндрическому уровню 9 с помощью трех подъемных винтов 1 подставки 10. Лимб и алидада снабжены зажимными винтами служащими для закрепления их в неподвижном положении, и наводящими винтами – для их медленного и плавного вращения. Визирование на наблюдаемые цели осуществляется зрительной трубой 8, визирная ось VV которой при вращении трубы вокруг горизонтальной оси HH образует проектирующую плоскость называемой коллимационной. Зрительная труба соединена с алидадой горизонтального 

круга с  помощью колонки 4. На одном из концов оси вращения зрительной трубы закреплен  вертикальный круг 5, имеется цилиндрический уровень 7. Зрительная труба имеет  закрепительный и наводящие винты. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Теодолиты 2Т30 и 4Т30 являются модификацией теодолита  Т30, а цифры 2 и 4 впереди шифра  обозначают, что это теодолиты  второго и четвертого поколения, т.е. более современные, чем теодолит марки Т30. Они относятся к разряду  технических, с повторительной системой вертикальной оси. Система отсчитывания односторонняя. Увеличение трубы 18 х (Т30), 20х (2Т30), 22 х (4Т30).

2Т30 отличается  от Т0 базовой применением шкалового микроскопа с ценой деления шкал горизонтального и вертикального кругов 5’ что дает возможность с точностью до 0,5’. Вертикальный имеет секторную оцифровку от 0⁰ до 75⁰ и от 0⁰ до -75⁰.

Теодолит  Theo 080 предназначен для дополнительной съемки в подземных горных выработках. Деление лимбов имеет двойную цену деления, одна из которых используется при обычной установке теодолита, другая в положении на консоли.

             Отсчетное устройство теодолитов.

Отсчетное устройство теодолитов Т30 и Theo080 – микроскоп оценщик( штриховой микроскоп) –это отсчетное устройство, в котором интервал между младшим штрихом и индексом оценивается на глаз до десятых долей делений лимба. Изображения шкал и индекс рассматривают через окуляр микроскопа, который располагается рядом с окуляром зрительной трубы.

Отсчетное устройство теодолита 2Т30 – шкаловой микроскоп.

Шкаловой микроскоп широко используется в современных технических и точных теодолитах с односторонним отсчитыванием по лимбу.

В поле зрения такого микроскопа видны изображения  лимба и шкалы, длина которой  равна изображению наименьшего деления лимба. Индексом для отчета служит штрих лимба, расположенный в пределах шкалы.

               Проверки и юстировки теодолита.

Перед началом  измерений теодолит необходимо тщательно  осмотреть и проверить, т.к. даже серийно выпускаемые приборы  имеют свои индивидуальные особенности.

Вращение  лимба и алидады должно быть плавным, без заеданий и колебаний. Горизонтальный и вертикальный угломерные круги  не должны иметь механических повреждений, изображения делений шкал и сетки  нитей должны быть четкими.

В соответствии с принципом измерения горизонтального  угла конструкция теодолита должна удовлетворять следующим основным геометрическим условиям.

1. Проверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. Выполнение этого условия позволяет с помощью уровня устанавливать ось вращения теодолита в отвесное положение, а следовательно, плоскость лимба – в горизонтальное положение.

Проверку  выполняют путем вращения в разные стороны 2-х подъемных винтов для  приведения пузырька в нуль пункт. Вращением  алидады вокруг оси поворачивают уровень на 180⁰. Если после поворота пузырек уровня остается в нуль-пункте, то условие перпендикулярностей выполняется.

При смещении пузырька производится исправление  положения уровня перемещают по направлению  к нуль-пункту на половину дуги отклонения с помощью исправительных винтов при уровне.

2. Проверка положении коллимационной плоскости. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита. При наблюдении условия визирная ось будет описывать не плоскость, а 2 конические поверхности, а угол между фактическим и требуемым, называться коллимационной погрешностью. Для проверки данного условия на местности выбирают ясно видимый удаленный предмет N, и визируя на него берут отсчеты по лимбу. По формуле:

КО = КЛ-КП+180/2; М = М₁₊М₂-180/2, если величина коллимационной погрешности превышает точность отсчетного устройства, то производится исправление положения визирной оси. Для этого по формуле вычисляют правильный отсчет М и наводящим винтом алидады устанавливают его на лимбе горизонтального круга.

3. Проверка положения горизонтальной оси теодолита. Горизонтальная ось теодолита должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. В современных условиях проверка должна быть гарантироваться заводом изготовителем.
4. Проверка сетки нитей. Вертикальный штрих сетки нитей должен располагаться в коллимационной плоскости трубы. Юстировку проводят путем ослабления винтов, скрепляющих окулярную часть с корпусом трубы, и поворачивают окулярную часть.
5. Проверка места нуля (МО). МО вертикального круга должна быть равна 0⁰ или приближенным к 0⁰.

МО = КЛ+КП+180/2, если КЛ,КП,МО ˂ α, то +360⁰.