TEODOLIT - instrument kątomierczy do wyznaczania dowolnych kierunków, a tym samym pomiaru kątów poziomych i pionowych.

Transkrypt

1 TEODOLITY

2 TEODOLIT - instrument kątomierczy do wyznaczania dowolnych kierunków, a tym samym pomiaru kątów poziomych i pionowych. Wcześniej: goniometr, busola z przeziernikiem, pochylnik Brandisa, żyroskop. BUDOWA spodarka z 3 śrubami ustawczymi, alidada sprzęgnięta śrubą zabezpieczającą ze spodarką (wewnątrz krąg poziomy limbus nieruchomy, gdy obracamy alidadą, na alidadzie 2 libele sferyczna i rurkowa do poziomowania instrumentu, częścią alidady jest luneta na 2 dźwigarach, z lunetą sprzężony jest na stałe krąg pionowy obracający się z nią, w niektórych typach znajduje się libela kolimacyjna do górowania śrubą elewacyjną lub kompensator, okulary odczytowe kręgów, śruby zaciskowe zaciski, śruby ruchu leniwego leniwki.

3 THEO 020B

4 TEODOLIT - BUDOWA - UKŁADY OSIOWE jednoosiowy dwuosiowy: repetycyjny i rejteracyjny Istotę układu osiowego stanowi możliwość dokonywania obrotu przez limbus i sposób jego połączenia z pozostałymi głównymi częściami instrumentu: spodarką i alidadą. Jako, że alidada z założenia jest częścią obracalną a spodarka nie to na układ osiowy ma istotny wpływ jedynie zdolnośc obrotu limbusa.

5 TEODOLIT - BUDOWA - UKŁADY OSIOWE jednoosiowy dwuosiowy: repetycyjny i rejteracyjny Układ jednoosiowy oś pionową obrotu ma tylko alidada, limbus połączony ze spodarką (w starych teodolitach a obecnie części niwelatorów). Układ dwuosiowy 2 systemy obrotu limbusa: - system repetycyjny - obrót limbusa po jego połączeniu z alidadą dzięki membranie i zaciskowi kleszczowemu sprzęgowi repetycyjnemu (teodolity o niskiej i średniej dokładności),

6 TEODOLIT - BUDOWA - UKŁADY OSIOWE jednoosiowy dwuosiowy: repetycyjny i rejteracyjny - system reiteracyjny niezależny obrót limbusa za pomocą tzw. śruby reiteracyjnej połączonej z osią limbusa zębatką (teodolity średniej i wysokiej dokładności).

7 TEODOLIT - BUDOWA - UKŁADY OSIOWE Obecnie konstrukcyjnie stosowany jest system osiowy Bordy z osiami walcowymi rozdzielający od siebie osie limbusa i alidady przez wystającą tuleję nieruchomej spodarki uniemożliwia to bezpośredni kontakt obu osi walcowych i usuwa możliwośc porywania limbusa podczas obrotu alidady. Stosowany obecnie zarówno w systemie repetycyjnym jak i rejteracyjnym. osie stożkowe system osiowy Bordy 1 - spodarka, 2 - śruba zaciskowa spodarki, 3 - alidada, 4 - oś alidady, 5 limbus, 6 - tuleja osi limbusa, 7 - membrana, 8 - sprzęg limbusa z alidadą.

8 Układ osiowy Bordy i podstawowe osie teodolitu: 1 - spodarka, 2 - tuleja złączona ze spodarką, 3 - koło poziome, 4 - alidada, 5 - dźwigary lunety, 6 - luneta, 7 - koło pionowe sprzęgnięte z lunetą, 8 - nośnik ampułki libeli alidadowej (rurkowej), vv - pionowa oś teodolitu (inaczej oś główna instrumentu lub oś obrotu alidady), cc - oś celowa lunety, hh - pozioma oś obrotu lunety, ll - oś libeli alidadowej (rurkowej), pg- płaszczyzna główna libeli okrągłej.

9 Rodzaj układu osiowego Stabilność Opór tarcia Wpływ zmian temp. Zastosowanie Walcowy, spoczywający swobodnie w łożyskach czopowych wysoka mały nieznaczny osie obrotu lunet teodolitów precyzyjnych, rzadziej teodolitów niższych dokładności Walcowe, normalne Walcowo-stożkowe (kombinowane) średnia średni średni osie obrotu lunet i główne osie instrumentów geodezyjnych średnich i niższych dokładności

10 Rodzaj układu osiowego Stabilność Opór tarcia Wpływ zmian temp. Zastosowanie Stożkowe podwieszone z regulacją dobra średni mały osie główne teodolitów precyzyjnych i uniwersalnych (zastępowane obecnie układami walcowymi) Walcowe, z łożyskiem kulkowym odciążającym i centrującym wysoka nieznaczny nieznaczny osie główne teodolitów uniwersalnych, precyzyjnych a nawet średnich dokładności

11 TEODOLIT - BUDOWA - SYSTEMY ODCZYTOWE Podział systemów odczytowych: I ze względu na ilość przejść promienia przez limbus (przenoszenie obrazu z jednej lub dwóch części limbusa) a) jednomiejscowy system odczytowy b) dwumiejscowy system odczytowy II ze względu na zastosowane urządzenie odczytowe, rodzaj np.: a) wskaźnik b) mikroskop noniuszowy c) mikroskop skalowy d) mikrometr optyczny z płytką płasko-równoległą e) mikrometr optyczny z dwoma parami klinów optycznych f) mikrometr optyczny z dwiema płytkami płasko-równoległymi III ze względu na sposób odczytu a) system analogowy b) system cyfrowy c) system analogowo-cyfrowy

12 JEDNOMIEJSCOWY SYSTEM ODCZYTOWY a krąg szklany przezroczysty b krąg szklany lustrzany

13 UKŁAD OPTYCZNY JEDNOMIEJSCOWEGO SYSTEMU ODCZYTOWEGO Schemat: S Hz - krąg poziomy, V - krąg pionowy, L - lusterko, O HZ - obiektyw kręgu poziomego, O v - obiektyw kręgu pionowego, Ob - obiektyw lunety, Ok. S. O. - okular systemu odczytowego, P - pryzmat pentagonalny, A. B, C - pryzmaty, S - skala, p - soczewka do usuwania błędu paralaksy, r - soczewka do usuwania błędu runu, 1 - kondensor, 2 - pryzmat trójkątny, 3, 4 - pryzmaty dachowe.

14 DWUMIEJSCOWY SYSTEM ODCZYTOWY a krąg szklany przezroczysty b krąg szklany lustrzany

15 UKŁAD OPTYCZNY DWUMIEJSCOWEGO SYSTEMU ODCZYTOWEGO

16 Urządzenia odczytowe teodolitów optycznych Zadanie: wskazywanie na limbusie wartości odczytu, który odpowiada aktualnemu położeniu płaszczyzny kolimacyjnej z konktetnym celem, czyli kierunku. Kąt jest różnicą kierunków. Podział limbusa może być stopniowy lub gradowy. Zasada odczytywania oparta na efektach: - ocenie szacunkowej (szacowaniu) położenia kreski wskaźnikowej dla określenia części ułamkowej najmniejszej, - koincydencji podziałów wzajemne przedłużanie/zetknięcie kresek dwóch podziałów, - bisekcji ustawienie kreski pojedynczej (wskazu) w środku przerwy pomiędzy podwójną. Dokładność nominalna i dokładność szacunkowa.

17 Noniusz liniowy g 75 c

18 Noniusz kołowy

19 Mikroskop noniuszowy 395 g 13 c

20 Mikroskop skalowy - przykład odczytu w jednomiejscowym systemie odczytowym g 94 c 20 cc

21 Mikroskop skalowy V 84 45,6 Az ,5

22 Mikrometr optyczny przykład odczytu w dwumiejscowym systemie odczytowym A 8 30 B 149 g 77 c 85 cc

23 Mikrometr optyczny przykład odczytu w dwumiejscowym systemie odczytowym 78 g 87 c 85 cc

24 Mikrometry optyczne 400 g 360 V 15 g 60 c 11 c 76,6 cc 15 g 71 c 76,6 cc Hz , ,5

25 Mikrometry optyczne

26 Mikrometry optyczne 85 g 75 c 03 cc

27 BŁĘDY SYSTEMÓW ODCZYTOWYCH Błąd paralaksy systemu odczytowego (jm.s.o.) Występuje wówczas, gdy obraz limbusa (kreski wskaźnikowej) nie tworzy się w płaszczyźnie skali. Obraz limbusa i obraz skali nie są jednakowo ostre. Wykrywamy: Ustawiamy ostrość skali, obraz limbusa (kreski) będzie nieostry. Usuwamy: W obiektywie kręgu poziomego lub pionowego przesuwamy soczewkę p. Błąd runu (jm.s.o.) Występuje wówczas, gdy wielkość obrazu jednej działki opisu kręgu jest różna od długości skali. Wykrywamy: Lewą kreskę skali pokrywamy z początkiem skali, prawa kreska powinna się pokryć z końcem skali w przeciwnym przypadku stwierdzamy błąd runu. Usuwamy: W obiektywie kręgu poziomego lub pionowego przesuwamy soczewkę r.

28 BŁĘDY SYSTEMÓW ODCZYTOWYCH Błąd paralaksy systemu odczytowego (dm.s.o.) W dwumiejscowym systemie odczytowym występują dwa rodzaje błędu paralaksy: paralaksa pomiędzy dwoma obrazami podziału kręgu A i B, paralaksa pomiędzy obrazami podziału (A i B) a obrazem mikrometru. Błąd paralaksy pomiędzy dwoma obrazami podziału kręgu A i B występuje wówczas, gdy obraz części A nie tworzy się w płaszczyźnie części B. Obrazy kresek górnych i dolnych nie są jednocześnie jednakowo ostre. Błąd paralaksy pomiędzy obrazem podziału kręgu A i B a obrazem mikrometru powstaje wówczas,- gdy obraz podziału kręgu (A i B) nie tworzy się w płaszczyźnie skali. Obraz podziału kręgu (A i B) i obraz mikrometru nie są jednocześnie jednakowo ostre A 8 30 B

29 BŁĘDY SYSTEMÓW ODCZYTOWYCH Błąd runu (dm.s.o.) W dwumiejscowym systemie odczytowym występuję dwa rodzaje błędu runu: błąd runu pomiędzy dwoma obrazami podziału kręgu A i B, błąd runu pomiędzy obrazem podziału kręgu (A i B) a mikrometrem. Błąd runu pomiędzy dwoma obrazami podziału kręgu A i B występuje wówczas, gdy wielkość obrazu interwału A nie odpowiada długości obrazu interwału B. Błąd runu pomiędzy obrazem podziału kręgu A mikrometrem występuje wówczas, gdy wielkość obrazu połowy jednej działki A lub B nie odpowiada pełnemu zakresowi skali mikrometru. Sprawdzamy to w ten sposób, że przy zerowym odczycie na mikrometrze i koincydencji dowolnej pary kresek pokrętłem mikrometru doprowadzamy sąsiednie kreski do koincydencji. Nadmiar lub niedobór na podziałce mikrometru jest wielkością błędu runu A 8 30 B

30 BŁĘDY SYSTEMÓW ODCZYTOWYCH Nierównoległość obrazu kresek limbusa do kresek skali Występuje przy skręceniu obiektywu koła lub pryzmatu. Usuwamy: Przesuwamy obiektywy lub pryzmaty

31 Podział teodolitów ze względu na dokładność błąd kierunku teodolity precyzyjne < ± 0,5 (1 cc ) teodolity o wyższej dokładności ok. ± 1 (3 cc ) (tzw. jednosekundowe) teodolity o średniej dokładności od ± 5 do ± 20 (tzw. sześciosekundowe) (10 cc 60 cc ) teodolity o niskiej dokładności od ± 30 do ± 1 (tzw. minutowe i półminutowe) (1 c 2 c )

32 TEODOLIT SPRAWDZENIE I REKTYFIKACJA 1. Sprawdzenie elementów mechanicznych 2. Sprawdzenie elementów optycznych Wady i uszkodzenia powierzchni elementów optycznych pochodzenia fizycznego - objawy i powody występowania: a) kropki i pyłki na powierzchni elementów optycznych spowodowane zapyleniem lub niedostateczną hermetycznością, b) zanieczyszczenia powierzchni elementów optycznych tłuszczem i potem powstałe przy montażu, konserwacji, lecz głównie przy użytkowaniu, c) powłoki i osady na powierzchni elementów optycznych powstałe w wyniku nieprawidłowego czyszczenia, d) kropelki substancji tłuszczowych spowodowane zastosowaniem zbyt dużej ilości lub niewłaściwej jakości smaru parowanie i kondensacja, e) obicia i zarysowania powstałe w trakcie nieprawidłowej eksploatacji uszkodzenia mechaniczne.

33 Naloty pochodzenia fizycznego (nie niszczą szkła, ale sprzyjają korozji i uszkodzeniom mechanicznym przy nieprawidłowym ich usuwaniu). Naloty pochodzenia chemicznego w postaci ciemnobrunatnych i pstrych plam zmiana warstwy powierzchniowej szkła. Naloty pochodzenia biologicznego objawiające się jako drobne przebarwienia w postaci plamek i kropli, to objaw zniszczenia powłoki, jej ubytki podobnie jak przy nalotach pochodzenia chemicznego. Sposób usuwania zanieczyszczeń, stosowane substancje i materiały: Spirytus, benzyna lotnicza, eter etylowy, cienkie płótno, jedwab, szyfon, batyst, flanela, wata o długich włóknach, drewniane patyczki kosmetyczne.

34 3. Sprawdzenie występowania porywania limbusa warunek mechaniczny. 4. Sprawdzenie występowania błędów w systemie odczytowym i rektyfikacja: a) błąd paralaksy, b) błąd runu, c) błąd nierównoległości obrazu kresek limbusa do kresek skali i różna ostrość obrazów kresek limbusa.

35 5. Warunki geometryczne - układ osi teodolitu. vv ll cc hh pg

36 5. Warunki geometryczne a) ll vv warunek libeli b) pg vv warunek libeli c) cc hh warunek kolimacji podstawowe metody wyznaczania i sposób rektyfikacji: - podwójnej wartości kątowej błędu kolimacji, - podwójnej wartości liniowej, - poczwórnej wartości liniowej, - sposób trasowania.

37 5. Warunki geometryczne c.d. d) hh vv warunek inklinacji podstawowe metody wyznaczania i sposób rektyfikacji: - podwójnej wartości liniowej błędu inklinacji, - z wykorzystaniem pionu sznurkowego, - z wykorzystaniem 2 kolimatorów.

38 Wykrywanie błędów instrumentalnych za pomocą pionu sznurkowego: a) wykrywanie błędu inklinacji, b) wykrywanie błędu kolimacji, c) wykrywanie błędu inklinacji i kolimacji; 1 - linia pionu, 2 - poziom osi celowej lunety teodolitu, 3 - ślad osi celowej podczas pochylania lunety w warunkach występowania błędów oznaczonych pod pozycjami a, b, c.

39 5. Warunki geometryczne c.d. - podwójnej wartości liniowej. e) kreska,, hh warunek krzyża kresek - w oparciu o pion sznurkowy, - w oparciu o kolimator, - w oparciu o punkt terenowy. f) warunek miejsca zera (błąd miejsca zera/ błąd indeksu) podstawowe metody wyznaczania i sposób rektyfikacji: - podwójnej wartości kątowej błędu miejsca zera, - z wykorzystaniem kolimatora,

40 6. badanie mimośrodu koła poziomego i koła pionowego 7. badanie stałości osi celowej teodolitu w płaszczyźnie poziomej i pionowej 8. badanie mikrometru optycznego teodolitu 9. sprawdzenie i rektyfikacja pionu optycznego/laserowego wbudowanego w alidadę lub w spodarkę

41 Literatura Tatarczyk J., Wybrane zagadnienia z instrumentoznawstwa geodezyjnego, Wyd. AGH, Kraków Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne i elementy technik pomiarowych, Wyd. UWM, Olsztyn Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne, przewodnik do ćwiczeń cześć I, Wyd. ART. Olsztyn, Olsztyn Wanic A., Instrumentoznawstwo geodezyjne, przewodnik do ćwiczeń część II, Wyd. ART. Olsztyn, Olsztyn Szymoński J.: Instrumentoznawstwo geodezyjne, cz. 2. PPWK, Warszawa odczytowe - teodolit.pdf (dostęp dn ) (dostęp dn ) (dostęp dn )