Нивелиры Н3, Н3К

 

 

 

 

Реферат 

по дисциплине

 

«Геодезия»

Нивелиры Н3, Н3К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

1. Типы нивелиров, конструктивные  особенности……………………………. 3

2.Принципиальная схема нивелира, его назначение и технические характеристики…………………………………………………………………...4

3. Основные поверки нивелира (со схемами и пояснениями)………………...8

4. Установка нивелира  в рабочее положение. Описать все операции………16

5. Что называют нуль  – пунктом и осью цилиндрического  уровня? ……….17

6. Что называют горизонтом  прибора? ……………………………………….17

7. Как измеряют высоту  прибора? ……………………………………………17

8. В чем состоит основное  условие нивелира Н-3? ………………………….18

9. Порядок работы на  станции при нивелировании………………………….20

10.Вычисление превышения при нивелировании. Привести пример определения превышений……………………………………………………..20

11. Допустимые расхождения при нивелировании на станции……………..25

Список литературы…………………………………………………………….25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Типы нивелиров, конструктивные особенности.

 

 

Нивелир — геодезический прибор для определения относительной высоты точек или переноса горизонта на требуемые объекты. Основные части нивелира — зрительная труба и цилиндрический уровень или компенсатор, с помощью которого визирная ось зрительной трубы приводится в горизонтальное положение.  

 

Типы нивелиров в основном различают по конкретным принципам их работы на:

1. Тригонометрический – такой  принцип работы, заключается в  измерении уровня наклона визирных  линий, с точки А в точку Б.

2. Геометрический –  такой тип измерения делают при помощи рейки и нивелира.

3. Гидростатический – принцип  основан на жидкости в сообщающихся  сосудах, находящихся на одинаковом  уровне, вне зависимости от уровня  самих этих точек, в которых  сами сосуды и установлены.

4. Барометрический – как понятно из названия, замеры проводит с помощью барометра.

5. Радиолакационний  – в таком принципе происходит автоматическое вычерчивание профиля самого материала путем измерения эхолотов, а также радиовысотомеров, которые установлены и в воздушных и в водных судах.

6. А также лазерные, цифровые и оптические типы нивелиров.

 

Нивелиры подразделяются на высокоточные, точные и технические. В каждую из этих групп входят нивелиры с цилиндрическими уровнями (для краткости будем называть их нивелирами с уровнями) и с компенсаторами. Визирную ось зрительной трубы нивелира с уровнем приводят в горизонтальное положение вручную. У нивелира с компенсатором она устанавливается автоматически под действием маятникового или оптического устройства компенсации углов наклона линии визирования. Точные и технические нивелиры бывают с горизонтальными кругами (лимбами) и без них. На съемках и строительных работах в лесном хозяйстве применяют точные и технические нивелиры.

Точность и конструктивные особенности нивелиров указывают в их названиях (шифрах).

Нивелиры с уровнями имеют шифры:

высокоточные Н-0,5;

точные Н - 3;

технические Н- 10

(Н- первая  буква названия прибора; число  показывает точность прибора - среднюю  квадратическую погрешность превышения в миллиметрах, возникающую при двукратном измерении 1 км нивелирного хода). При обозначении нивелиров с компенсаторами после цифры добавляют букву К, с лимбами - Л. Например, технический нивелир с компенсатором и лимбом Н - 10КЛ, а с уровнем и лимбом - Н - 10Л. Выпускались нивелиры 2,3 и 4-ого поколений. Цифра, стоящая перед обозначением марки прибора, указывает номер улучшенной модификации базовой модели, например, 4Н-5Л. Нивелиры 2, 3, 4 поколений имеют зрительную трубу прямого изображения.

Все перечисленные выше нивелиры относятся к оптическим приборам. В настоящее время выпускаются и находят широкое применение лазерные и цифровые (электронные) нивелиры.

 

 

 

2. Принципиальная схема нивелира, его назначение и технические характеристики.

 

Всю конструкцию нивелира, по аналогии с теодолитом можно разбить на три основных блока (рис. 1): наведения, ориентирования и измерения.  
 

          Назначение устройства наведения  заключается в обеспечении наведения  визирной оси зрительной трубы  по отношению к объекту наблюдений (рейке).  
 
          По сравнению с теодолитом точность наведения на рейку не играет существенной роли, так как отсчет по горизонтальной нити может быть произведен на любом ее участке. Если отсчет по рейке производится с помощью углового биссектора высокоточного нивелира, то в зависимости от расстояния до рейки используются различные участки этого биссектора.  
 
 
 
 
Рис. 1 Структурная схема нивелира 

Назначение устройств ориентирования заключается в обеспечении однозначного ориентирования визирной оси нивелира относительно отвесной линии. 

По сравнению с теодолитом требуемая точность выполнения ориентирования у нивелиров выше в несколько раз. Назначение рабочих мер состоит в обеспечении измерения превышения на станции. В отличие от процесса измерения углов при нивелировании используются рабочие меры, являющиеся частями конструкций как нивелира, так и визирных целей (реек).  
 
 
 
          Основными частями нивелира с уровнем являются зрительная труба 1, цилиндрический уровень 2, трегер 3 и элевационный винт 4. В высокоточных нивелирах перед объективом устанавливается плоскопараллельная пластинка 5, которая является составной частью оптического микрометра; при этом оптический микрометр, в свою очередь, является составной частью общей конструкции нивелира. Последние модификации точных нивелиров также снабжаются оптическим микрометром, который представляет собой, надеваемую на объектив, насадку. При нивелировании технической точности насадкой (оптическим микрометром) можно не пользоваться или ее можно снять вообще. 

 

Основное назначение нивелира заключается в определении высотных отметок точек при выполнении строительных, топографических и геодезических работ. Для этого необходимо задать горизонтальное положение визирной оси (у оптических и цифровых нивелиров) или лазерного луча (у лазерных нивелиров) и относительно данного положения определить превышение между точками. Это лишь общее назначение нивелира, так как этот универсальный прибор может использоваться для выполнения целого комплекса внутренних и наружных работ. Назначение нивелира для работы внутри помещений очевидно – это ремонт, отделка и перепланировка. Строительный нивелир используется в процессе возведения подвесных потолков, гипсокартонных перегородок, оконных конструкций и дверных блоков, а также для разметки размещения розеток и светильников. Назначение нивелира во многом зависит от его технических возможностей, в частности, используя ротационный нивелир, можно производить вертикальную разметку или конструировать потолки нестандартной формы. На строительной площадке и при выполнении ландшафтных работ нивелир используется для выноса проекта в натуру и планировки участка, для прокладки коммуникаций и устройства фундамента или кровли. Назначение нивелира при ремонте и строительстве дорожного полотна заключается в том, что можно установить приемники лазерного излучения на бульдозерах и грейдерах для контроля насыпи грунта, а если закрепить приемник на стреле экскаватора, то можно определить глубину котлована.

 

Технические характеристики нивелиров

 

№ п/п	Характеристика нивелиров	Норма по типам нивелиров
		Н-05 (высокоточные)	Н-3 (точные)	Н-10 (технические)
1	2	3	4	5
1	Средняя квадратическая погрешность измерения превышения на один км двойного хода, мм не более:
	для нивелиров с уровнем	0,5	3	10,0 (-)*
	для нивелиров с компенсатором	0,3	2	5
2	Средняя квадратическая погрешность измерения превышения на станции, мм не более
	при расстоянии до рейки:
	30 м	0,15 (0,10)	-	-
	50 м	0,20 (0,15)	-	-
	100 м	-	2,0 (1,5)	5,0 (3,5)
3	Цена деления уровня цилиндрического при трубе, "/2 мм	10 ± 1	15 ± 1,5	45 ± 5
				15 ± 1,5
	установочного (круглого), '/2 мм	5	10	10
4	Средняя квадратическая погрешность совмещения изображений концов пузырька цилиндрического контактного уровня, " не более	0,3	0,8	-
5	Цена деления оптического микрометра, мм	0,05 ± 0,003	-	-
6	Коэффициент нитяного дальномера	100 ± 1 %	100 ± 1 %	100 ± 1 %
7	Асимметрия дальномерных штрихов, % не более	0,2	0,2	0,2
8	Средняя квадратическая погрешность установки визирной оси с помощью компенсатора, " не более:
	случайная составляющая	0,2	0,5	1
	систематическая составляющая на 1' наклона нивелира	0,05	0,3	0,5
				1,0
9	Диапазон работы компенсатора, не менее		±15	±20
		±8		±30
		±10		±50
10	Время затухания колебаний подвесной системы, с не более	2	2	2
11	Значение угла между осью цилиндрического уровня и визирной осью зрительной трубы (угол i), " не более	10	10	10
12	Изменение угла i при изменении температуры в " на 1 °С, не более	0,5	0,8	1,5
13	Смещение визирной оси зрительной трубы при ее перефокусировке, мм не более
	в пределах расстояний до рейки:
	50 м	0,5	-	-
	100 м	-	2	3
14	Правильность заботы вертикальной оси вращения, " не более	15	30	45
15	Цена деления лимба	-	1° ± 5'	1° ± 5'

Важнейшими характеристиками нивелира, определяющими точность измерения превышений, являются увеличение зрительной трубы и цена деления цилиндрического уровня при трубе. По этим характеристикам определяет пригодность нивелира для выполнения работ заданной точности. Чтобы получить численные значения увеличения трубы и цены деления уровня, выполняют соответствующие исследования нивелира.

 

3. Основные поверки нивелира (со схемами и пояснениями).

 

Поверка – установление соответствия конструктивных геометрических соотношений, осей в приборе заданному их взаимному расположению, которое обеспечивает качественную работу.

Главное условие, которое предъявляют к нивелиру, - это горизонтальность визирной оси. Для обеспечения этого требования перед началом работ необходимо выполнить поверки и произвести юстировки нивелира.

В нивелире должны соблюдаться соответствующие геометрические и оптико-механические условия.

 
 
VV – вертикальная  ось вращения нивелира; 

ZZ – ось визирования  зрительной трубы; 

LL – ось цилиндрического  уровня;

NN – ось круглого  уровня; 

КК – вертикальная ось компенсатора. 

 

Поэтому перед работой нивелир проверяют (делают поверки). Если будут обнаружены нарушения этих условий, нивелир исправляют (выполняют юстировку) в соответствии.

1. Проверка внешнего состояния и комплектности нивелира

Проверку внешнего состояния и комплектности нивелира производят осмотром. Визуально проверяют чистоту оптических деталей зрительной трубы, контрастность и четкость одновременного изображения нитей сетки, концов пузырька контактного уровня. Убеждаются в отсутствии коррозии и дефектов на приборе, которые могут затруднить работу с прибором. Комплектность нивелира должна соответствовать указанной в паспорте нивелира.

2. Проверка работоспособности нивелира

Проверку работоспособности нивелира и взаимодействие его подвижных узлов производят опробованием. При опробовании обращают внимание на исправность всех частей нивелира, отсутствие качаний в подъемных, наводящих и закрепительных винтах; плавность вращения окуляра, элевационного винта. Проверяют исправность зеркала подсветки уровня и крепления всех подвижных частей нивелира и стопорных винтов. Юстировочные винты должны занимать среднее положение. При проверке нивелира с компенсатором необходимо убедиться, что подвесная система компенсатора и демпфер работают.

Проверяют исправность штатива, убеждаются, подходит ли становой винт к нивелиру. Подтягивают все винты и гайки на штативе и проверяют его устойчивость. Для этого нивелир устанавливают на штатив и приводят его в рабочее положение; наводят трубу на рейку и запоминают по ней отсчет. Затем слегка нажимают на головку штатива, после чего опять отсчитывают по рейке. При устойчивом штативе отсчеты по рейке и положение пузырька незначительно отличаются от первоначального. При проверке нивелира с компенсатором при легком постукивании по штативу отсчет по рейке не должен изменяться. Если отсчеты различаются значительно, то следует установить и устранить причины неустойчивости штатива.

Перед выполнением поверок нивелира необходимо привести его ось вращения в вертикальное положение с помощью подъемных винтов и установочного круглого уровня. Для этого нужно вращать подъемные винты в произвольном направлении до тех пор, пока пузырек уровня установится в центре малого круга.

Нивелирная рейка имеет черную шкалу на одной стороне и красную шкалу на другой стороне. Деления оформлены в виде дециметров, разделенных на 10 частей; каждый дециметр подписан двузначным числом, например, 03, 17, 29 - на черной стороне и 48, 57, 74 - на красной стороне. Начало каждого дециметра фиксируется тонким горизонтальным штрихом, от которого строится пятисантиметровая фигура в форме буквы Е; затем следуют еще 5 делений: три белых и два закрашенных (рис. 4). В трубе с перевернутым изображением деления рейки возрастают сверху вниз.

 

Рис. 4 - Изображение рейки в трубе нивелира

 

 

Отсчет по нивелирной рейке берется в миллиметрах и всегда выражается четырехзначным числом: первые две цифры - номер дециметра, 3-я цифра - число полных сантиметровых делений от начала дециметра до средней нити, 4-я цифра - десятые доли следующего сантиметрового деления (на рис. 4 отсчет по центральной нити 1058).

3. Проверка круглого (установочного) уровня

Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира. Ось круглого уровня – нормаль к поверхности шлифовки уровня в точке нуль-пункта.

Зрительную трубу устанавливают параллельно двум подъемным винтам. Тремя подъемными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль-пункт и поворачивают верхнюю часть нивелира вокруг вертикальной оси на 180° . Если после этого пузырек уровня останется в центре ампулы, то условие выполнено. В противном случае пузырек приводят в первоначальное положение, перемещая его на первую половину дуги отклонения при помощи юстировочных винтов уровня к нуль-пункту, а на другую половину - подъемными винтами. После этого проверку повторяют до выполнения условия. По окончании проверки юстировочные винты надежно закрепляют.