Рівні геодезичних приладів, їх призначення. Види ампул

Рівні в геодезичних приладах призначені для приведення осі прилада в горизонтальне чи вертикальне положення, а іноді і для вимірювання кутів нахилу.

За принципом дії рівні розрізняють рідинні і електронні. За конструктивним виконанням рідинні рівні поділяють на круглі і циліндричні. Круглі для грубого горизонтування; циліндричні – для точного горизонтування і для вимірювання кутових відхилень. Електронні рівні або приводять прилад в горизонтальне положення (автоматично), або точно вимірюють кут нахилу в невеликому діапазоні з точністю до десятих, сотих долей секунд. Електронні рівні повністю автоматизовані.

Види ампул. Відповідно до ГОСТу на ампули, в геодезичних приладах застосовують 4 типи ампул:

АК – ампула кругла;

АЦП – ампула циліндрична проста;

АЦР - ампула циліндрична регульована;

АЦК - ампула циліндрична компесаційна.

Три останні застосовуються в циліндричних рівнях.

АЦП має поділки двох типів:

а). для вимірювання нахилу (поділки розташовані по всій довжині ампули);

б). Тільки для горизонтування (поділки даються по краях).

Відстані між штрихами в усіх рівнях – 2мм.

АЦР має в середині перегородку 1 яка дозволяє при збільшенні чи зменшенні довжини бульбашки регулювати її розмір. Для цього необхідно ампулу нахиляти в одну чи в іншу сторону.

АЦК має в середині компенсаційну пиличку 1, яка при змінах температури сприймає на себе температуру, не дає можливості змінюватись бульбашці рівня.

Всі ампули заповнюються спирто-ефірними сумішами, що можуть бути зафарбовані жовтим або іншим кольором.

17. Круглий, циліндричний і контактний рівні, їх устрій.

Круглий рівень має такий устій:

Скляна ампула 1, верхня частина якої відшліфована по сферичній поверхні, закріплена в металеву оправу 2. По центру сфери є круглі поділки. Відстань між цими поділками є ціною поділки рівня. Так як ці рівні є грубими, то їх ціна поділки знаходиться в межах 4¢-8¢ і більше.

Ціна поділки кожного рівня залежить від радіуса шліфування внутрішньої поверхні ампули. Для грубих рівнів R=0,8м.

Нуль-пункт – це бульбашка в середині рівня при горизонтальному положенні посадочної площини. Юстування рівня виконують гвинтом 3.

Циліндричний рівень має такий устрій:

1 – оправа;

2 – ефір, що не замерзає при температурі -50⁰С;

3 – бульбашка;

4 – скляна ампула з молібденового скла;

5 – гель або віск;

6 – юстирувальний гвинт.

Скляна ампула в якій внутрішня поверхня відшліфована у вигляді діжкоподібного типу, вільно (без натягу) встановлена в оправу 1. Якість роботи рівня багато в чому залежить від якості шліфування внутрішньої поверхні ампули.

Циліндричні рівні мають два призначення:

- для горизонтування;

- для вимірювання кутів.

У деяких геодезичних приладах циліндричні рівні можуть бути зйомними, а в основному вони жорстко з’єднані з приладом.

Циліндричні рівні розташовані:

1. На корпусі приладу для приведення вертикальної осі приладу в прямовисне положення, а приладу – в горизонтальне.

2. Рівні при вертикальному крузі для зняття відліку по відповідному індексу.

3. В деяких конструкціях теодолітів і нівелірів циліндричний рівень розташовується на зоровій трубі – для приведення її в горизонт.

4. В нівелірах для приведення візирної осі зорової труби в горизонт.

Контактні рівні.

В конструкціях теодолітів для зняття відліку по вертикальному кругу, а також у нівелірах без компенсаторів зображення циліндричного рівня передається в поле зору у вигляді двох половинок: нижньої і верхньої. У випадку їх контакту рівень знаходиться в горизонті.

а). рівень не в горизонті; б). рівень в горизонті.

18. Ціна поділки рівня.

Під ціна поділки рівня розуміють виражену в кутових секундах величину нахилу при зміщенні бульбашки рівня на одну поділку, тобто на 2мм. Чим вище точність рівня тим менша ціна поділки . Тоді рівень стає найбільш чутливим до зміни його положення.

Зміна чутливості залежить від таких параметрів:

1. Довжини бульбашки;

2. Якості шліфування внутрішньої поверхні;

3. Наповнювача ампули;

4. Температури рівня

5. Довжини і товщини ампули.

Звичайно довжина і товщина ампули мають відношення . Відповідно до ГОСТ може бути 10¢¢, 15¢¢, 20¢¢, 30¢¢, 60¢¢, 2¢. Найбільш точні ампули мають величину =2¢¢ і навіть, 1¢¢. Співвідношення визначається за формулою:

Значення r знаходиться в межах від 1 до 80м.

19. Методи визначення ціни поділки рівня.

Їх практично є два: польовий – спосіб Комстона; лабораторний – на екзаменаторі.

Перший спосіб передбачає в польових умовах встановлення рейки на відстані S від геодезичного приладу. Один з підіймальних гвинтів встановлюють по напряму на рейку. Величина S=20-50м. Цим підіймальним гвинтом переміщують бульбашку в інтервалі рівня і знімають відліки по рейці. Ціна поділки буде визначатись за формулою:

, де

l_n-l₁ – відліки по рейці;

n_n-n₁ – кількість поділок ампули.

Найбільш точним є метод визначення ціни поділки на екзаменаторі. Екзаменатор – спеціальний прилад, який має лагери під рівень, підіймальні гвинти і вимірювальний гвинт. Шаг вимірювального гвинта має тонку різьбу, шаг якої вибирають в залежності від довжини штанг и екзаменатора.

Екзаменатори можуть бути 2-х секундними і 10- секундними.

В залежності від кількості пройдених поділок при нахилі рівня, кількості штрихів на вимірювальному гвинту визначають ціну поділки.

Електронні рівні.

1 – плоска пружина із берилієвої бронзи;

2 – маятник;

3 – дві катушки індуктивності L₁і L₂;

4 – основа маятника.

Ця схема має доповнення у вигляді мостової схеми:

1 – підсилювач ;

2 – прилад для вимірювання (амперметр, вольтметр);

L₁і L₂ - індуктивність;

R₁і R₂- опори

Точність електронних рівнів може досягати 0¢¢,01. Принцип дії: при нахилі основи 4 маятник 2 переміщується між катушками індуктивності. Різниця нахилів електронною схемою перебається на вимірювальний прилад, який проградуйований в секундах. Якщо маятник 2 знаходиться посередині між катушками, то вимірювальний прилад покаже “0” і прилад буде знаходитись в горизонті.

ІV семестр.