Теодолит 2Т5 и его модификации 2Т5К и 2Т5КП

Теодолит 2Т5 и его модификации 2Т5К и 2Т5КП разработаны на основе базовой конструкции теодолита 2Т2. Применяются при развитии триангуляции и полигонометрии 1-го и 2-го разрядов, съемочных сетей, для производства топографических съемок всех масштабов, при изыскательских работах и т.д.

Теодолиты типа 2Т5 относят к точным оптическим теодолитам с односторонним отсчетом по угломерным кругам и имеют много общих узлов и деталей с теодолитом 2Т2.

В отличие от теодолита 2Т5 с уровнем при вертикальном круге, снятого с производства в 1981г., теодолиты 2Т5К и 2Т5КП имеют оптический компенсатор с самоустанавливающимся индексом вертикального круга, работающий в диапазоне ±3,5′ с погрешностью компенсации не более 2′′. Теодолит 2Т5КП снабжен зрительной трубой прямого изображения.

Теодолит 2Т5К предназначен для измерения горизонтальных углов со средней квадратической погрешностью 5″, а вертикальных - 8″. Имеет неповторительную систему вертикальных осей. Может применяться для нивелирования горизонтальным лучом.

а)

б)

Теодолит 2Т5К: а – общий вид; б – поле зрения отсчетного микроскопа (отсчеты по угломерным кругам: горизонтальному - 127º05,6′; вертикальному - -0º34,2″).    

Основные части теодолита 2Т5К: уровень (1), объектив (2), коллиматорный визир (3), зажимное устройство вертикального круга (4), наводящий винт вертикального круга (5), зажимное устройство горизонтального круга (6), наводящий винт горизонтального круга (7), подъемный винт (8), зажимной винт трегера (подставки) (9), окно искателя горизонтального круга (10).

В качестве отсчетного устройства в теодолитах 2Т5К и 2Т5КП использован шкаловый микроскоп. Вертикальный и горизонтальный круги разделены и оцифрованы через 1º, изображение штрихов и цифр проецируется на плоскость отсчетных шкал. Изображение вертикального круга оттенено голубым тоном, а горизонтального – зеленым. Каждая шкала имеет 60 делений с ценой деления 1′. Доли деления оценивают на глаз с округлением до 0,1 интервала. Отсчетным индексом служит градусный штрих лимба, расположенный в пределах шкалы.

Вертикальный круг имеет секторную оцифровку от 0 до ±75º. Его отсчетная шкала имеет 2 ряда цифр. Нижний ряд, оцифрованный справа налево, используется при отсчитывании в случае, если в пределах шкалы находится штрих вертикального круга с тем же знаком (со знаком «-»). При основном положении теодолита «круг слева» (КЛ) отсчитываемые по вертикальному кругу углы соответствуют по знаку истинным.

Поверки и исследования

Перед началом полевых работ производят тщательный осмотр, поверки и юстировки теодолита и принадлежностей, выполняют исследования и определяют метрологические характеристики теодолита.

Поверки и юстировки теодолита. Задачей поверок и юстировок теодолита является выявление отклонений от геометрических параметров и оптико-механических требований, положенных в основу конструкции теодолита, и по возможности полное их устранение.

Поверки теодолитов выполняют в определенной последовательности, устанавливаемой инструктивными документами. Для точных теодолитов в процессе поверок выявляется выполнение следующих основных условий.

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

2. Ось круглого уровня должна быть параллельна вертикальной оси теодолита.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.

4. Горизонтальная ось должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

5. Вертикальная нить сетки должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси теодолита.

6. Место нуля (место зенита) вертикального круга должно быть постоянным или приведенным к нулю.

Устранение нарушенных условий осуществляется путем юстировки деталей и узлов теодолита с помощью соответствующих исправительных и регулировочных винтов, предусмотренных конструкцией поверяемого прибора.

7. Визирная ось оптического центрира должна совпадать с вертикальной осью теодолита.

Теодолит устанавливают на штативе и тщательно приводят его в рабочее положение. Под штативом располагают в горизонтальном положении экран и отмечают на нем следы пересечения визирной оси центрира при трех положениях алидады, различающихся примерно на 120º. При соблюдении условия 3 следа должны совпасть или образовать треугольник со сторонами не более 0,5-1,0мм. В противном случае производят юстировку центрира. Для этого юстировочными винтами, перемещающими объектив центрира, расположенный в нижней части хвостовика теодолита, добиваются совмещения  визирной оси центрира с изображением центра тяжести треугольника погрешностей.

Основные исследования точных теодолитов. Исследования предусматривают определение неустранимых  отклонений с целью введения соответствующих поправок в результаты измерений. Программу исследований принимают в зависимости от точности теодолита. По результатам исследований и пробных наблюдений устанавливают пригодность теодолита для производства измерений данного класса точности.

К основным исследованиям теодолита типа Т5 относятся: определение рена отсчетной системы, исследование эксцентриситета горизонтального и вертикального кругов и исследование компенсатора вертикального круга.

Определение рена отсчетной системы. Реном r называется несоответствие изображения длины шкалы отсчетного устройства в фокальной плоскости микроскопа µ изображению одного деления лимба µ₀, т.е. r =µ₀-µ.

Рен шкаловых микроскопов теодолитов типа Т5 определяют как отклонение действительной длины отсчетной шкалы от ее расчетного значения. Измерения производят путем совмещения нулевого штриха шкалы со штрихом лимба и отсчитывания по правому концу шкалы, используя в качестве отсчетного индекса другой штрих лимба.

Для определения рена горизонтального круга измерения выполняют на различных частях лимба через 60º, а вертикального круга - в пределах ±10º на шести установках в прямом и обратном ходах; установки обратного хода на половину шага исследования отличаются от установок прямого хода.

Для каждой установки рен определяют по формуле r = 60′-b_i, где 60′ - номинальное значение длины шкалы; b_i – отсчет по правому концу шкалы.  

Среднее значение рена из n установок r =∑r_i/n.

На разных участках круга значение рена не должны различаться более чем на 0,2′.

Для теодолита 2Т5К средняя величина рена не должна превышать 3″. При больших значениях рена в отсчеты по шкале вводят поправки δ_r= r∙N/60′.

Устранение рена выполняют перемещением объектива отсчетной системы горизонтального или вертикального круга.

Исследование эксцентриситета алидады и лимба  горизонтального круга. Ось вращения алидады (лимба), центр делений лимба и ось вращения горизонтального круга в теодолите должны совпадать. Несовпадение оси вращения алидады (лимба) с пересечением продолженных штрихов лимба называется эксцентриситетом алидады (лимба). В точных оптических теодолитах линейный элемент эксцентриситета обычно не превышает 5-10мкм.

Исследование эксцентриситета алидады горизонтального круга теодолитов типа Т5 с односторонним отсчетом по угломерным кругам выполняют в следующей последовательности.

На ровной местности в 50-60м от теодолита по окружности через 45º или 60º устанавливают визирные марки примерно на одной высоте с прибором. Установив отсчет по горизонтальному кругу близким к нулю, вращением алидады по ходу часовой стрелки при КЛ последовательно визируют на каждую марку и берут отсчет по кругу КЛ_i. Переводят трубу через зенит и повторяют измерения при КП, также вращая алидаду по часовой стрелке. Эти измерения составляют прямой ход. Затем выполняют второй прием измерений, вращая алидаду против хода часовой стрелки.

Для каждого положения алидады образуют разности 2v_i=КЛ_i-КП_i±180º, которые обусловлены совместным влиянием двойного эксцентриситета алидады 2ε и двойной коллимационной погрешности 2с.

Среднее значение двойной коллимационной погрешности определяют по формуле

2с=∑(КЛ_i-КП_i±180º)/n, где n – число установок алидады.

Затем для каждого положения алидады вычисляют значение эксцентриситета ε_i=(2v_i-2c)/2.

По полученным результатам строят график, на котором по оси ординат откладывают отсчеты по горизонтальному кругу, а по оси абсцисс значения эксцентриситета алидады ε_i.

Амплитуда синусоиды характеризует влияние эксцентриситета алидады. Максимальное значение углового эксцентриситета определяют как полусумму абсолютных значений максимальной и минимальной величин ε_i:

|ε_max|=(|ε⁺_max|+|ε^-_min|)/2.

Для теодолитов типа Т5 величина |ε_max| не должна превышать 30″.

Исследование компенсатора вертикального круга включает определение диапазона его действия, точности самоустановки отсчетного индекса и времени успокоения колебаний.

Для определения диапазона действия компенсатора теодолит устанавливают на штативе в рабочее положение так, чтобы один из подъемных винтов располагался под трубой. Отсчитывают по вертикальному кругу и, наблюдая в отсчетный микроскоп, медленно вращают подъемный винт до тех пор, пока не прекратится смещение изображения штриха вертикального круга относительно шкалы микроскопа. Производят второй отсчет. Разность отсчетов характеризует диапазон действия компенсатора при наклоне прибора в одну сторону. Такой же наклон прибора осуществляют в противоположную сторону, вновь определяя диапазон действия компенсатора. Диапазон действия компенсатора в обе стороны от среднего положения должен быть не менее 2′.

Точность самоустановки отсчетного индекса определяют путем измерения угла наклона линии при отвесном положении оси вращения теодолита и при ее отклонении на 3′ в разные стороны. Для этого на местности выбирают четко видимую визирную цель и устанавливают теодолит в рабочее положение так, чтобы один из подъемных винтов подставки располагался в направлении визирной цели. Визируют на цель и берут отсчет по вертикальному кругу N. Наводящим винтом зрительной трубы устанавливают на вертикальном круге отсчет (N+3′); при этом перекрестие сетки нитей сойдет с изображения визирной цели. Вращением подъемного винта, расположенного по направлению линии визирования, совмещают перекрестие сетки нитей с визирной целью и отсчитывают по вертикальному кругу. Затем наводящим винтом зрительной трубы устанавливают на вертикальном круге отсчет (N-3′) и повторяют аналогичные действия. Исследования повторяют 2-3 приемами. При нормальной работе компенсатора расхождения отсчетов по вертикальному кругу при наклоне оси вращения теодолита в пределах ±3′ не должны превышать 0,1′.

Время затухания колебаний чувствительного элемента компенсатора определяют по секундомеру; оно не должно превышать 2с.

Измерение горизонтальных углов и направлений.   В сетях сгущения угловые измерения обычно выполняют способами приемов (способ отдельного угла) и круговых приемов. Способ круговых приемов позволяет выразить результаты наблюдений в виде измеренных направлений, т.е. отсчетов, взятых по неподвижному лимбу при визировании на все наблюдаемые пункты.

Порядок работы на пункте при измерении углов способом круговых приемов следующий.

1. Теодолит устанавливают в рабочее положение на пункте I и закрепляют его горизонтальный круг так, чтобы отсчет по начальному направлению был близок к 0º. Затем вращением алидады по ходу часовой стрелки последовательно визируют при КЛ на пункты А, В, С, D и вновь на пункт А, каждый раз беря отсчеты по лимбу.

 Повторное наблюдение начального направления (на пункт А) называется замыканием горизонта и служит для контроля неподвижности лимба в течение полуприема.

2. Переводя трубу через зенит и при прежнем положении лимба, вращая алидаду против хода часовой стрелки, визируют при КП на пункты А, D, С, В, А и берут отсчеты по лимбу, т.е. выполняют второй полуприем.

Контролем выполнения полного приема служит колебание двойной коллимационной погрешности, которую рассчитывают для каждого направления как 2с=КЛ-КП±180º.

Колебание величины 2с в приеме для теодолитов типа Т5 не должно превышать 30″.

Если колебания 2с допустимы, то вычисляют средние значения измеренных направлений в приеме как среднее из отсчетов, полученных в первом и втором полуприемах. Из двух значений начального направления в начале и конце приема вычисляют среднее, которое подписывают сверху столбца и подчеркивают. Из всех направлений вычитают среднее начальное направление и получают направления, приведенные к нулю.

3. Для повышения точности и контроля измерений наблюдения выполняются несколькими приемами.

Вычисленные по каждому приему значения одноименных направлений, приведенных к нулю, не должны различаться более чем на 0,2′.

  По окончании измерений на пункте составляют свод результатов измерений и выполняют оценку точности полученных результатов.

Для каждого приема вычисляют уклонения v полученного значения направления от среднего. Сумма этих уклонений может отличаться от нуля в пределах погрешностей округления средних значений направлений. Это служит контролем правильности вычислений.

Оценка точности измеренных направлений выполняется по уклонениям v с использованием формулы Петерса.

µ=1,25∑[|v|]/(n√m(m-1))=k∑[|v|]/n, где k=1,25/√m(m-1); n – число наблюдаемых направлений; m – число приемов.

Средняя квадратическая погрешность направления на станции из m приемов

М=µ/√m.

Купите мне чашечку кофе, если статья оказалась полезной.

SHARE