Огородникам
Назад

Отличие теодолита от нивелира

Опубликовано: 07.05.2020
Время на чтение: 8 мин
0
4

Применение геодезического теодолита

Основные элементы управления нивелира.

Широкое применение лазерного измерительного оборудования в строительстве не позволяет обеспечить окончательную победу над теодолитами и нивелирами, которые имели всегда традиционное применение при проведении геодезических работ. В чем состоит разница между исследуемыми приборами?

Какое влияние оказывает погрешность на точность измерений? Имеются ли специальные ограничения, которые переступать не следует? Как правильно учитывать высоту рельефа для построения карт местности? На эти вопросы можно ответить, зная отличительные особенности теодолита и нивелира.

Теодолит является прибором, позволяющим измерить как горизонтальные, так и вертикальные углы. Инструмент позволяет с высокой точностью определять величины измеряемых углов между разными точками пространства. Важность привязки зданий к определенным точкам связана с замерами углов между ними в пространстве.

Производимые измерения с помощью оптического теодолита подразделяются на 3 класса. Сюда можно отнести такие виды прибора, как:

  1. Точные оптические теодолиты, которые обеспечивают погрешность в пределах 2-5 секунд, такие модели являются наиболее ходовыми при проведении строительных работ.
  2. Прецизионные, которые помогают обеспечить погрешность в интервале 1 секунды.
  3. Технические оптические теодолиты с погрешностью, достигающей 1 минуты.

Они применяются в сфере мелиорации, в лесотехнике и других местах, при исследовании которых не потребуется проведение измерений с высокой точностью. С помощью прецизионных теодолитов можно отследить деформацию зданий, которая происходит с течением времени в зависимости от влияния природных условий и собственного веса строительных объектов.

Элементы управления теодолитом.

Профессионалы в области строительства применяют высокие требования к качеству строительных объектов, которые всегда увеличивались со временем. Чтобы удовлетворять всем необходимым требованиям возведения строений, строители должны осуществлять множество разных измерений, позволяющих определять допущенные неточности в процессе проведения работ. Это позволяет продвинуть весь процесс строительства дальше с учетом всех ошибок, которые будут своевременно исправлены.

Качественное проведение всех замеров требует использования геодезических приборов, входящих в довольно большую группу измерительных инструментов. Определенный измерительный инструмент создан для выполнения конкретных измерений. Вместе с тем различают приборы для измерений, которые являются многопрофильными с широким спектром возможностей.

Если сравнивать два устройства для проведения специальных замеров, то применение теодолита связано с выполнением наиболее универсальных измерений в сравнении с нивелиром, специализация которого является более узкой. Несмотря на это, оба вида измерительных приборов имеют широкую сферу применения.

Для теодолита свойственна двухканальная оптическая система, обеспечивающая механизму максимально независимую и надежную систему, связанную с построением изображения 2-х кругов, которые находятся в плоскости одной шкалы. Система отсчета теодолита связана с использованием микроскопа, который имеет определенную цену деления. Для разделения кругов теодолита предусмотрены одинарные штрихи.

Для разного типа измерений пользуются различными видами нивелиров, которые отличает вид инструмента и принцип его действия. Используют лазерные и цифровые нивелиры, которые являются электронными. Применение таких приборов, как оптические нивелиры, позволяет осуществлять процесс геометрического нивелирования.

Измерительный инструмент имеет зрительную трубу вместе с окуляром. Для крепления трубы используют специальную подставку с опорной площадкой, а также систему винтов, которая позволяет осуществлять вращение нивелира в стороны в горизонтальной плоскости.

Укрепить оптический нивелир можно с помощью подъемных винтов, позволяющих придать инструменту необходимое рабочее положение. Производить движение по горизонтали при взятии необходимой точки отсчета можно за счет применения элевационного винта. Чтобы удержать визирную ось, которая является горизонтальной, в нивелире предусмотрен автоматический компенсатор, позволяющий увеличивать не только скорость, с которой производится процесс замеров, но и их точность.

Использование геодезического прибора, которым может являться и электронный нивелир, позволяет получить более точные измерения. Наличие программного обеспечения прибора связано с возможностью проведения оперативной обработки полученных измерений, что производится с максимальной точностью. Запоминающее устройство помогает фиксировать все полученные значения замеров.

Схема измерения нивелиром.

Сегодня в строительстве широко применяют лазерные нивелиры, конструктивные особенности которых связаны с простотой в использовании данных инструментов. Принцип действия оптических, лазерных или электронных нивелиров отличается, что зависит от механизмов инструментов. Например, для конструкции лазерного нивелира характерно наличие лазерного излучателя, подающего лазерный луч в пространство при наличии оптической призмы.

Лазерные лучи, которые исходят из нивелира, приводят к образованию в открытом пространстве двух плоскостей, расположенных перпендикулярно, которые пересекаются между собой. Если на них ориентироваться, то можно производить выравнивание различных поверхностей (стен, пола, дверных проемов). Работа таких нивелиров позволяет называть их позиционными либо статичными.

Выделяют лазерные нивелиры ротационного типа. Они отличаются ускоренными темпами работы за счет встроенного электродвигателя, который позволяет приводить во вращение на 360° лазерный излучатель.

Отличие теодолита от нивелира

Роль призмы в таких приборах выполняют фокусирующие линзы, создающие точку во внешнем открытом пространстве, которая является различимой невооруженным глазом. Данная точка превращается в линию, представляющую собой идеальную прямую. Этот вид нивелиров используют с целью проведения ремонтно-отделочных работ, связанных с поклейкой на стены обоев, укладкой плитки, устройством плинтусов и т.д.

При установке штатива нивелира не требуется отвес. Нужно следить за головкой прибора, чтобы она приняла более или менее горизонтальное положение.

Схема теодолитной съемки.

Если требуется установить теодолит, то штатив для него необходимо центрировать. С этой целью на становой винт крепят отвес. Установку штатива производят так, чтобы отвес находился ближе к центру колышка, который служит для отметки точки стояния инструмента.

Предлагаем ознакомиться  Как получить саженец винограда

Регулировка штатива должна производиться путем раздвигания и сдвигания ножек для более надежного крепления измерительного прибора, оснащенного зрительной трубой. После этого следует закрепить баранчики штатива и осуществить регулировку точнее, нажав ногой на выступ конкретной ножки.

Когда данная процедура подошла к концу, нивелир или теодолит вынимают из футляра или коробки, чтобы установить инструмент, совместив концы подъемных винтов со специальными выемками на головке штатива. Далее следует вывинтить на равную высоту винты, которые являются подъемными, а становым закрепить инструмент на штативе.

Подъемные винты и уровни позволяют проводить дальнейшую установку нивелира или теодолита. Это связано с необходимостью привести главную вертикальную ось в отвесное положение. Если устанавливают нивелир, то нажимают на выступ каждой ножки штатива, чтобы круглый уровень оказался в центральном положении.

Далее зрительная труба должна быть поставлена в положение, которое является параллельным линии двух подъемных винтов. При их вращении в разные стороны прикрепленный к зрительной трубе пузырек должен быть приведен в среднее положение.

Отличие теодолита от нивелира

После этого повторяют поворот зрительной трубы, установив ее параллельно линии, которая относится к двум другим винтам. В результате уровень снова должен оказаться в среднем положении. Тогда любой поворот зрительной трубы нивелира не выведет его пузырек из данного положения.

Применение оптического нивелира связано с определением относительной величины, которая показывает степень занижения или превышения какой-либо отметки относительно точки, связанной с установкой нивелира. Используя оптический нивелир, производят необходимые измерения расстояния до рейки.

Важно точно определить углы в горизонтальной плоскости. Вместе с тем этого достаточно, чтобы осуществить разбивку фундамента для загородного дома. При этом использовать для этих целей дорогой оптический теодолит необязательно.

Зачастую оптический нивелир имеет погрешность измерений, которая ниже, чем погрешность самого дорогостоящего лазерного прибора, обладающего высокой точностью. Для обычных моделей приборов погрешность будет составлять около 2 мм на 1 км двойного хода. По этой причине использование оптического нивелира более обычно для больших расстояний и точного результата измерений.

Для оптики любого нивелира характерна минимальная степень удаления рейки от точки установки инструмента, что составляет 0,4 м. Данная величина является достаточной, чтобы можно было осуществлять производство строительных работ даже для объектов с минимальной значимостью.

Важным отличием теодолита от нивелира является принцип проведения измерений.

По теме

Хоть и во многом теодолит и нивелир очень схожи, но отличий у них гораздо больше. Внешне они похожи, но представляют собой совершенно разные инструменты. Главная разница этих инструментов — их назначение. Так геодезические нивелиры применяют для определения величины вертикальных превышений геометрическим методом, а геодезические теодолиты используют для измерений углов. Да и устройство эти имеют разные функциональные возможности, устройства и принцип работы.

Теодолит, как и нивелир имеет зрительную систему с сеткой нитей. Благодаря которой можно наводить прибор на необходимую точку. Но у теодолита зрительная труба оснащена двумя степенями свободы, вращаться труба может и в вертикальной и в горизонтальной плоскости. А нивелир имеет визирную линию, которая вращается только по горизонтали, а высотное положение она не меняет.

Что лучше – нивелир или теодолит?

В современном мире самым дорогим является не сколько золото, сколько время, поэтому многие заказчики требуют выполнить проект за короткие сроки. Если есть хороший измерительный инструмент - это вполне возможно. Сравним электронные и оптические теодолиты, чтобы выявить отличия и преимущества каждого из видов.

У оптического теодолита (как и у электронного) есть зрительная труба (11), которая состоит из окуляра (обращен к глазу) и объектива (оптический прицел). Зрительная труба поворачивается на оси между колонками. Настроить фокус зрительной трубы возможно кремальером (10), а винтом (7) закрепить положение.

Для того, чтобы увидеть отдаленные объекты, предусмотрен окуляр или по-другому шкаловый микроскоп (12). Сбоку находится вертикальный круг (13), который необходим для замеров вертикальных углов. В некоторых устройствах есть компенсатор. При уклоне вертикального круга он выполняет роль противовеса, тем самым сохраняется точность измерений. Блокировать компенсатор можно нажатием на кнопку-винт (8).

Для замеров горизонтальных углов предусмотрен горизонтальный круг. Он состоит из лимба и алидады. Лимб — это стеклянное кольцо с делениями от 0 до 360 градусов. Алидада — это оптическая система, вычисляющая градусы. Она вращается вокруг неподвижного лимба. Наводить лимб и алидаду можно с помощью специальных винтов (4 и 6).

Вся конструкция устанавливается на подставку (1), ее называют трегер. Корпус оптического прибора свободно вращается вокруг своей оси, поэтому работать еще удобнее. Для регулировки высоты можно воспользоваться винтами (2). Ровно ли установлен аппарат по горизонтали, можно проверить с помощью цилиндрического уровня (9). Он помещен в надежный стальной футляр.

Итак, нивелир нужен для определения самого факта отклонения от горизонтальной либо вертикальной оси (или плоскости), а теодолит помогает ещё и измерить это самое отклонение благодаря двум степеням свободы оптического визора. Но этим разница между двумя приборами не ограничивается.

Характеристики 


Нивелир 


Теодолит 

Основная задача

Определение факта отклонения от оси или плоскости, нивелирование

Измерение степени (угла) отклонения от оси или плоскости

Число степеней свободы при измерении

Одна (вертикальная либо горизонтальная)

Две

Наличие сложностей при использовании

В некоторых случаях требуется второй человек со специальной измерительной рейкой

В некоторых случаях требуется проводить математические вычисления или сверяться с табличками отклонений

Цена

Сравнительно низкая

Сравнительно высокая

В целом теодолит в сфере строительства во многом способен заменить нивелир. Но лучше пользоваться обоими этими инструментами либо же определить наиболее подходящий для своих целей, исходя из имеющихся задач.

Какими нивелирами пользуются для проведения геодезических работ?

Необходимость привязывать здание к некоторой точке объясняется важностью определения угла между ними. Получение точных результатов позволяет высчитать профиль дороги, контур сооружения и т. д..

Схема измерения вертикального угла теодолитом.

Оптические системы теодолитов, в зависимости от точности результатов, разделяют на 3 группы:

  1. Технические. Погрешность результата может составлять до 1 минуты.
  2. Прецезионные. Погрешность — до 1 минуты. Позволяют отслеживать деформацию сооружений, неизбежно возникающую в процессе эксплуатации из-за воздействия внешней среды и веса самого объекта.
  3. Точные теодолиты пользуются наибольшим распространением при проведении строительных работ. Они обеспечивают погрешность в 2-3 секунд.

Кроме определения углов, теодолит применяют и в других сферах: например в метрологии, а также для расчета траектории ракеты.

Теодолиты применяют не только в строительных работах, но и в лесотехнике или мелиорации, во всех тех сферах, где необходимо провести высокоточное измерение.

Различия в устройствах теодолита и нивелира

Схема устройства теодолита.

Теодолит является прибором, позволяющим измерять на местности горизонтальные и вертикальные углы. Первые теодолиты имели линейку, которая помещалась на самом острие иглы в центре угломерного круга. Вращение линейки на острие иглы напоминало движение стрелки компаса.

Линейка имела специальные вырезы, через которые были протянуты нити, играющие роль отчетных индексов. Угломерный круг в центре совмещался с вершиной измеряемого угла, после чего он надежно закреплялся.

Затем первая сторона угла совмещалась с линейкой, которую поворачивали, беря во внимание отсчет №1 согласно шкале, которую имел угломерный круг. Вторую сторону угла затем совмещали с линейкой, отмечая отсчет №2. Далее находили разность между значениями отсчетов №2 и №1, а результат равнялся величине угла.

Для современных теодолитов характерны те же принципы работы и названия элементов конструкции. Идея измерений углов связана с наличием зрительной трубы, совмещающей алидаду и стороны угла. Труба должна приводиться во вращение не только по высоте, но и по азимуту.

Прибор имеет приспособление по шкале лимба, которое позволяет делать отсчет. Для конструкции теодолита предусмотрен прочный кожух из металла. Чтобы алидада с лимбой приводились в плавное вращение, предусмотрена система осей.

Процесс движения по кругу данных элементов регулируется с помощью зажимных наводящих винтов. Чтобы установить теодолит на поверхности земли, используют специальный штатив. Предусмотрен и оптический центрир (нитяной овес), позволяющий совместить отвесную линию и центр лимба.

Стороны угла при его измерении должны быть спроектированы на плоскости лимба вертикальной плоскостью, которая является подвижной и носит название коллимационной. В ее образовании участвует визирная ось зрительной трубы, когда происходит ее вращение вокруг собственной оси.

Теодолит имеет, в свою очередь, горизонтальную и вертикальную нити, расположенные по диаметрам. Благодаря этим нитям осуществляется визирование. При расположении двух горизонтальных нитей на равном расстоянии от нити простого креста, которая является горизонтальной, их называют дальномерными.

Схема элементов оптического нивелира.

Различия инструментов можно отметить в наличии двухканальной системы отсчета у теодолита и измерительной рейки со штрихами у нивелира. В первом случае оптическая система предполагает наличие микроскопа, имеющего определенную цену деления. С помощью нанесенных на рейку нивелира штрихов делают замеры в метрах, сантиметрах, миллиметрах.

Теодолит в силу своей универсальности имеет совершенную систему отсчета, связанную с цифровой индексацией, поэтому промышленной отраслью налажен выпуск различных модифицированных устройств. Современное устройство теодолита отличается от базовой модели присутствием компенсатора, отвечающего за оперативную установку дополнительной возможности визирования.

В отличие от нивелира, теодолит любой конструкции может применяться сразу на двух уровнях. Не только на горизонтальном уровне, как нивелир, но и на вертикальном. Развитие приборостроения предполагает освоение производства теодолитов, которых отличают технические характеристики более высокого уровня, что относится и к их эксплуатационным свойствам.

Сфера применения теодолита является более широкой, чем нивелира, благодаря возможности проведения точных исследований и расчетов. Если сравнивать два вида приборов, то для определенного класса используемого нивелира предусмотрены конкретные требования.

Пример таблицы учета теодолитной съемки.

Геодезисты предпочитают иметь сразу два прибора для проведения исследовательских работ, каждый из которых является удобным для определенных условий измерений. На практике планируется применять усовершенствованную запись, которая будет уже не схематичной, как до нивелира.

Через несколько лет теодолит, без которого нельзя обходиться в геодезии, будет иметь высокооснащенную конструкцию. Например, появится возможность использовать в приборе специальные искательные круги.

Если геодезистам приходится вести работу на открытом пространстве, то использование лазерного нивелира может оказаться не таким удобным, как проведение измерений с помощью теодолита. Это связано с тем, что при ярком и неоднородном освещении лазерный луч нивелира можно не заметить. В целом для полевых условий проведения измерений традиционный теодолит является более полезным оптическим устройством, которому не требуются батарейки или аккумулятор для работы.

Зрительные трубы теодолитов бывают оснащены сетками нитей четырех видов. Точка пересечения нитей сетки и оптический центр объектива носит название визирной оси трубы. Изготовление прибора связано с установкой перпендикулярно его вертикальной оси, которая является главной. При точной установке вертикальной оси любой поворот зрительной трубы, которая закрепляется в нулевой позиции, положение визирной оси должно быть связано с горизонтальной плоскостью. Данное свойство нивелира является основным, поскольку его труба может иметь только нулевое положение.

Старые разновидности приспособлений представляли собой линейку на длинном конце иглы, помещенной в центр окружности. Движение походило на перемещение стрелки компаса.

На линейке делали вырезы, через них протягивали нить — получался отчетный индекс. После этого одну сторону совмещали с линейкой. Она поворачивалась, получался отчет 1. Вторая сторона совмещалась с линейкой, получался отчет 2. Затем находили разность между показателями. Получившийся показатель принимали за угловое значение.

В такой конструкции линейка называлась алидадой, а круг для получения углового значения — лимбом.

Отличие теодолита от нивелира

В современных инструментах принцип работы остался таким же, названия тоже не изменились. Алидада соединяется со сторонами угла с помощью зрительной спецтрубы, способной перемещаться и по азимуту, и по высоте.

Проводить отсчет позволяет специальное устройство по шкале лимба. Для приведения элементов в движение применяется система осей. Для защиты элементов теодолита используется кожух из твердого металла.

Движения элементов — алидады и лимба — настраивается при помощи винтов. Для проведения разметки теодолит устанавливается на ровной поверхности с помощью штатива. Центр лимба наводится на отвесную линию. Для этого используется отдельный элемент — центрир, который иначе еще называют нитяной овес. Стороны угла при проведении измерения проектируются на плоскости круга при помощи коллимационной плоскости.

Этот инструмент применяется в строительстве, например для укладки пола, заливки фундамента, укладки плитки и даже поклейки обоев. Получить ровные поверхности позволяет построение с помощью нивелира направляющих по горизонтали и вертикали. В состав наиболее простого по конструкции — оптического приспособления — входят несколько конструктивных элементов, позволяющих производить необходимые измерения при помощи этого прибора.

Нивелир состоит из зрительной трубы с окуляром. Труба закрепляется на подставке целой системой винтов, с помощью которых также осуществляется вращение инструмента по горизонтали. Внутри трубы демпфирующими деталями закреплено зеркало.

Рабочее положение нивелиру придают с помощью винта. Если нужно взять точку отсчета, движение прибора по горизонтали осуществляет элевационный винт.

Горизонтальную визирную ось удерживает компенсатор, работающий автоматически. Он позволяет увеличивать точность замеров.

Нивелир

Использование нивелира позволяет получать максимально точные результаты замеров. Программное обеспечение позволяет оперативно обрабатывать полученные данные, а запоминающее устройство — фиксировать замеры.

Каждый из типов этого прибора имеет свои конструктивные особенности, влияющие на популярность устройств.

Сейчас в строительстве распространены лазерные нивелиры, так как данные инструменты наиболее просты в эксплуатации. Особенность конструкции такого прибора — наличие лазерного излучателя. С его помощью через оптическую призму подается лазерный луч в пространство.

Лучи лазера образовывают в пространстве 2 пересекающиеся перпендикулярные плоскости. Ориентируясь на них, можно легко выровнять поверхность.

Лазерные приборы могут быть ротационными. Их отличие состоит в том, что такой прибор имеет электродвигатель, что позволяет ему работать быстрее и поворачивать излучатель на 360º.

В лазерных устройствах вместо призмы используют линзу, которая создает в пространстве видимую невооруженным взглядом точку. Эта точка превращается в ровную линию, на которую можно ориентироваться во время ремонта или поклейки обоев.

Несмотря на множество сходных черт в конструкции и принципе работы, нивелир и теодолит отличия имеют значительные. Одни из существенных преимуществ теодолита вне зависимости от конструкции — его высокая практичность и большая универсальность в использовании. Этот прибор дает возможность сделать большее число разноплановых измерений и может применяться в разных видах работ, связанных со строительством и ремонтом. Нивелир отличает узкая специализация, что существенно ограничивает спектр возможностей его использования.

Оба устройства обладают схожим строением, но есть несколько кардинальных различий. Основные компоненты нивелира — это уровень, зрительная труба и уровень в форме цилиндра. Теодолит состоит из большего количества элементов: лимбов, алидад и лимбов в виде вертикального круга.

Особенности устройства конструкции прибора

Система отсчета теодолита является на сегодняшний день более совершенной. Современные модели имеют компенсатор, позволяющий устанавливать дополнительный потенциал визирования. Нивелир способен использоваться только на горизонтальной плоскости, тогда как теодолит применяется и на вертикальной. Конструктивные различия приводят к тому, что теодолит и нивелир применяются в разных сферах и существуют различия в их применении:

  1. Чтобы рассчитать расстояние до определенной точки, нивелиру требуется дополнительный инструмент — нивелирующая рейка.
  2. Оба инструмента могут быть электронными или лазерными. Оба позволяют получить обратное изображение.
  3. Теодолит — более самодостаточный прибор. Угол направления рассчитывается по лимбу, углы наклона — по кругу на вертикальной оси.
  4. Теодолит используют на 2 плоскостях, вертикальной и горизонтальной, а нивелир — только на горизонтальной.

Оба прибора давно закрепились на рынке товаров как основные приспособления для осуществления расчетов. Учитывая конструктивные особенности инструментов, во время проведения ремонтных или строительных работ стоит использовать оба прибора.

, ,
Поделиться
Похожие записи
Комментарии:
Комментариев еще нет. Будь первым!
Имя
Укажите своё имя и фамилию
E-mail
Без СПАМа, обещаем
Текст сообщения
Adblock detector