Устройство нивелира

Нивелиры в зависимости от точности разделяются на высокоточные, точные и технические. Рассмотрим глухой нивелир с цилиндрическим уровнем типа Н – 3, который относится к классу точных. Главным требованием, предъявляемым к таким нивелирам, является параллельность оси цилиндрического уровня и визирной оси трубы. Нивелир Н – 3 состоит из верхней части, несущей зрительную трубу – 6 с цилиндрическим – 7 и круглым – 3 уровнями, наводящим – 11, элевационным – 4 и закрепительным – 9 винтами, и нижней, представляющей собой подставку с тремя подъёмными винтами – 1 и прижимной пластиной – 11 (рис.43).

Установка нивелира в рабочее положение производится таким же способом, как и первая поверка теодолита, но исправление уровня производится элевационным винтом.

ZZ₁ – вертикальная ось вращения нивелира;

VV₁ – визирная ось зрительной трубы;

UU₁ – ось цилиндрического уровня;

ОО₁ – ось круглого уровня.

На рисунке 39 изображено взаимное расположение осей.

Рис. 39 Расположение осей нивелира

На рисунке 40 изображены основные части нивелира.

1 – подъёмные винты

2 – подставка

3 – круглый уровень

4 – элевационный винт

5 – кремальера

6 – зрительная труба

7 – цилиндрический уровень

8 – визир

9 – закрепительный винт

10 – установочная прижимная пластина

11 – наводящий винт

Рис.40 Основные части нивелира

Поверки нивелира

1 – я поверка.

Ось круглого уровня ОО₁ должна быть параллельна оси вращения нивелира ZZ₁ (ОО₁ || ZZ₁).

Вращением подъёмных винтов приводят пузырёк уровня на средину и поворачивают его на 180°. Если условие выполнено, пузырёк уровня останется на средине. При уходе пузырька уровня – одну половину отклонения от середины исправляют вращением подъёмных винтов (в любом порядке), а другую половину – исправительными винтами уровня. Эти действия повторяют до выполнения условия.

Я поверка.

Визирная ось трубы должна быть параллельна оси цилиндрического уровня ( VV_{1 ┴}UU₁ ). ( Главное условие).

Это условие выполняют двойным нивелированием способом «вперёд». Для этого закрепляют колышками линию АВ (рис.41) длиной 50-60 м. Нивелир устанавливают так, чтобы окуляр зрительной трубы находился над точкой А, и измеряют высоту прибора i ₁ . Элевационным винтом тщательно приводят пузырёк цилиндрического уровня в нуль-пункт и берут отсчёт по рейке, установленной на точке В. Если визирная ось не параллельна оси уровня I₁М₁, то вместо точки М₁ возьмём отсчёт b₁ в точке N₁.

Рис.41 Главное условие нивелира

Затем нивелир и рейку меняют местами (рис.42), измеряют высоту прибора i₂ и берут отсчёт b₂ по рейке в точке А.

Величину Х, полученную влиянием не параллельности визирной оси и оси уровня, вычисляют по формуле:

Х = 0,5 ( i₁ + i₂ ) – 0,5 ( b₁ + b₂)

Если Х по абсолютной величине не превышает 4 мм, условие считают выполненным. Если условие нарушено, вычисляют правильный отсчёт по рейке – b_О. Как следует из рисунка 15, этот отсчёт равен:

b_О = b₂ + Х

Для юстировки, элевационным винтом, наводят среднюю нить на этот отсчёт. Исправительными винтами цилиндрического уровня приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. После юстировки поверку повторяют до полного выполнения условия:

Х ≤ | 4 мм |

Рис.42 Главное условие нивелира

3 – я поверка.

Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна основной оси нивелира .

По круглому уровню приводят основную ось нивелира в отвесное положение. Замечают какую-либо точку на средней линии сетки нитей в одном из углов поля зрения трубы и поворачивают верхнюю часть прибора по азимуту. Если наблюдаемая точка в противоположном углу поля зрения трубы не сошла с нити, условие выполнено. Если условие нарушено, ослабляют крепёжные винты и пластину с сеткой нитей поворачивают до совмещения с траекторией движения наблюдаемой точки.

Для технического нивелирования применяют рейки различных типов. Чаще всего используют рейки деревянные складные РН3 длиной 3 м. на рейке нанесены сантиметровые деления с цифровыми обозначениями. Деления и цифры на одной стороне чёрного, а на другой – красного цвета. Нижняя часть рейки заканчивается металлической пяткой.

На чёрной стороне рейки ноль совпадает с пяткой. На красной стороне деления начинаются с другого числа (4687, 4698, 4787, 4798 и т.п.). На рейки наносят сантиметровые деления. Каждый дециметр подписывают, а сантиметровые деления для облегчения отсчёта объединяют в группы по 5 см.

Отсчёты по рейке берут по средней горизонтальной нити с точностью до 1мм. Вначале отсчитывают дециметры и сантиметры, затем на глаз миллиметры. Так как изображения в трубе перевёрнутые, отсчёты берут сверху вниз.

Оптическая система, помещённая в коробке уровня, передаёт изображение концов пузырька непосредственно в поле зрения трубы, что позволяет одновременно наблюдать за рейкой и уровнем (рис.43).

В момент взятия отсчёта по рейке концы контактного уровня должны быть совмещены.

Рис.43 Поле зрения зрительной трубы