Поверки нивелира с компенсатором

При внешнем осмотре нивелира проверяют плавность враще­ния зрительной трубы, наводящего и подъемных винтов, фоку­сирования сетки и зрительной трубы, исправность уровня, юстировочных винтов, работу элевационного винта, при вращении которого зрительная труба должна поворачиваться вокруг гори­зонтальной оси 6 (см. рис. 2). В штативе затяжкой соответству­ющих болтов устраняются шатания ножек.

Поверки нивелира с уровнем. Нивелиры Н-3, Н-10 и дру­гие, отвечающие схеме рис. 2.поверяются на следующие гео­метрические условия.

1. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси враще­ния нивелира, т.е. КК­₁ ^ZZ₁. Действуя подъемными винтами подставки, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт, за­тем верхнюю часть нивелира поворачивают на 180° вокруг оси ZZ₁. Если пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено. Если же пузырек отклонился, вращением котировочных винтов его возвращают к центру ампулы на половину дуги отклонения, а окончательно совмещают с нуль-пунктом подъемными винта­ми подставки. После этого поверку повторяют.

2. Горизонтальный штрих сетки должен быть перпендикуля­рен оси вращения нивелира ZZ₁. Зрительной трубой визируют на рейку, установленную в 50-60 м от нивелира. Вращая зритель­ную трубу вокруг вертикальной оси, следят, изменяется ли от­счет при перемещении изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если отсчет изменяется больше чем на 1 мм, диафрагму с сеткой поворачивают в требуемое положение, осла­бив крепящие ее винты. Необходимо отметить, что точная юсти­ровка положения сетки является трудоемкой операцией, ее сле­дует выполнять в мастерской.

Рис.9, Поверка главного условия нивелира

3. Ось цилиндрического уровня должна быть параллельна оси зрительной трубы, т.е. UU. || WO. Это условие, называемое глав­ным, поверяют разными способами двойного нивелирования пары точек. Рассмотрим два из них.

Способ 1. Нивелир устанавливают на равном расстоянии от колышков А и В (рис. 9), вбитых друг от друга на расстоянии 70—100 м. На колышки ставят отвесно рейки, по которым пооче­редно берут отсчеты относительно среднего горизонтального штриха сетки, предварительно совместив концы пузырька уровня соглас­но рис.4. Если визирный луч горизонтален, то со станции 1: получают отсчеты а₁ и b₁ и верное превышение h = а₁ — b₁. Если же главное условие не соблюдается, отсчеты получаются равны­ми а‘₁ = a_l + Δа₁ и b‘₁ = b₁ + Δb₁ но при одинаковых расстояниях d_l и d₂ от нивелира до реек Δа₁ = Δb₁. Поэтому превышение h = a‘₁ — b‘₁ = (a₁ + Δa₁) — (b₁ + Δb₁) = a₁ — b_l, следовательно, превышение, измеренное нивелированием из середины, получается правиль­ным.

Затем нивелир устанавливают на станции I₂ в 3—4 м от рейки В и по ней берут отсчет b‘₂≈ b₂, затем берут отсчет а‘₂ по дальней рейке А. (Перед каждым отсчетом совмещают концы цилиндри­ческого уровня.) Вычисляют превышение h‘₂ = а‘₂ — b‘₂ и вели­чину несовпадения превышений Δh = h‘₂ — h. Если Δh

После этого отсчеты по рейкам со станции I₂ повторяют и по превышению h‘ = а₂ — b₂ проверяют качество юстировки.

Рассмотренный способ применим для всех типов нивелиров и наиболее точен в полевых условиях.

Способ 2. Применяется для технических нивелиров при от­сутствии перископичности зрительной трубы. Нивелир ставят над точкой А, как показано на рис.1, б, от оси окуляра измеряют высоту нивелира i_A над точкой А и берут отсчет b по рейке В. Затем нивелир ставят над точкой В, измеряют его высоту i_B и берут отсчет а по рейке А. При негоризонтальном визирном луче в отсчетах а и b присутствуют равные погрешности Δа = Δb = х. Если из отсчетов вычесть х, то получится правильное превышение h = i_A — (b — х) и h = (а — х) — i_B, откуда х = (а + b) / 2 — ( i_A — i_B) / 2. Если погрешность х ≥ 5 мм на расстоянии 100 м, то нивелир необхо­димо юстировать. Для этого, оставив его над точкой В, вычисля­ют правильный отсчет для рейки А: а_о = а — х. Установив зри­тельную трубу элевационным винтом на вычисленный отсчет, юстировочной шпилькой вращают вертикальные юcтировочные винты цилиндрического уровня и приводят его пузырек в нуль-пункт. Поверку следует повторить.

Поверки нивелиров с компенсатором. Для нивелиров Н-ЗК, Н-10К с компенсатором поверки 1 и 2 и соответствующие юсти­ровки выполняются так же, как и для нивелиров с уровнем. Рас­смотрим особенности поверки главного условия (поверку 3).

Линия визирования должна быть горизонтальна в диапазо­не работы компенсатора. Для нивелиров с перископичностью зрительной трубы двойное нивелирование выполняется по спосо­бу 1 поверки 3 нивелиров с уровнем. Для нивелиров с одинако­вой высотой визирного луча и оси окуляра применяются способы 1 и 2. При выполнении поверки нивелир горизонтируют по круг­лому уровню. На станции I₂ в процессе юстировки визирный луч переводят в горизонтальное положение на вычисленный отсчет а₂ перемещением диафрагмы с сеткой штрихов вертикальными юстировочными винтами.

Проверяя работу компенсатора, пузырек круглого уровня приводят в нуль-пункт и берут отсчет по рейке, удаленной от нивелира на 70—100 м. Затем подъемными винтами подставки наклоняют нивелир вперед, назад, влево и вправо на углы, соот­ветствующие отклонению пузырька от нуль-пункта на одно коль­цевое деление. Каждый раз по рейке берут отсчеты, но они не должны изменяться более чем на 1—2 мм. Нивелир исправляют в заводских условиях.

Исследование перефокусировочных колебаний визирной оси 1 . На ровном участке местности на расстоянии R = 50 м от станции забивают колышки 1, 2, . 5 (рис.10). С помощью нивелира и рейки эти колышки нивелируют дважды: первый раз со станции I₁ при неизменной фокусировке зрительной тру­бы, второй раз — со станции I₂, расположенной в 3—5 м от ко­лышка 1. Вычисляют превышения всех точек относительно ко­лышка 1 для первого и второго нивелирования. Если расхожде­ние одноименных превышений со­ставляет больше 2—3 мм, то это ука­зывает на недопустимые колебания визирной оси при перемещениях фокусирующей линзы в трубе и не­обходимость ее ремонта в заводских условиях.

Погрешности технического нивелирования. Случайные и сис­тематические погрешности при гео­метрическом нивелировании возни­кают вследствие ограниченной точ­ности нивелира и реек, неполной юстировки нивелира, неста­бильности внешней среды и нарушений методики работы.

Для уменьшения приборных и методических погрешностей превышения, как правило, измеряют способом из середины по двум сторонам реек, а рейки удерживают отвесно на устойчивых предметах, в том числе на переносных вбитых в землю косты­лях, башмаках и т.д. Предельное расстояние от нивелира до рей­ки ограничивают до 120—150 м. Погрешности измерений превы­шений на расстоянии от 3 до 150 м характеризуются величина­ми от 1—2 до 5—6 мм.

Рис. 10. Поверка колебаний визирной оси

В нивелирах с компенсатором(типа 3Н3КЛ, рис. 4.4) проводят следующие поверки:

1. Поверка круглого установочного уровня.

2. Поверка сетки нитей.

3. Поверка компенсатора.

4. Поверка горизонтальности линии визирования.

Первую и вторую поверки проводят аналогично уровенным нивелирам. Перед следующими поверками, а также перед производством измерений необходимо убедиться, что компенсатор в нивелире срабатывает. Для этого нивелир приводят в рабочее положение и берут отсчет по рейке а₁. Повернув на 1/8 оборота подъемный винт, задают малый угол наклона вдоль линии визирования. Сетка нитей трубы с работающим компенсатором должна после небольших колебаний вернуться на тот же отсчет а₁по рейке. В противном случае нивелиром измерять нельзя, необходим ремонт компенсатора.

3. Определение диапазона действия компенсатора

Диапазон действия компенсатора – это угол наклона вертикальной оси нивелира, в пределах которого нормально работает маятник компенсатора. Его определяют при помощи отсчетов по рейке (в 50 м от нивелира) как для продольных (), так и для боковых () наклонов нивелира. Перед началом работ поверяется и юстируется круглый уровень.

С помощью подъемных винтов выполняют продольный или боковой наклон нивелир в обе стороны от нульпункта круглого уровня до момента зависания маятника компенсатора. Зависание фиксируют в момент резких изменений отсчетов по рейке (сетка нитей начинает перемещаться вместе с наклоном нивелира). Угол наклона при зависании определяют по смещению пузырька уровня или по цене 1 оборота подъемного винта в соответствии с показаниями отсчетов до наклона, после наклона в одну, а затем в другую стороны; например: до наклона а = 1570 мм, зависание началось при наклоне 20:

+: 1566 мм,: 1569 мм,

+: 1564 мм,: 1565 мм.

4. Поверка горизонтальности линии визирования

После срабатывания компенсатора в нивелире визирная ось должна располагаться в вертикальной плоскости, проходящей через оптическую ось объектива зрительной трубы, и быть горизонтальной.

Поверка выполняется аналогично поверке 3 нивелира с уровнем. Юстировка для первой части поверки выполняется в сервисных центрах заводаизготовителя.

Вторая часть поверки выполняется двойным нивелированием (рис. 4.9). Юстировка проводится поворотом оптического клина, установленного перед объективом, или при помощи вертикальных юстировочных винтов сетки, вращением которых устанавливают правильный отсчет , вычисленный по формуле (4.7).

5. Измерение превышений нивелиром типа н3

Требуется измерить превышения между точками Рп1 и Рп2, отметки которых известны. Для этого проводят последовательное нивелирование на нескольких станциях (рис. 5.1).

Рис. 5.1. Нивелирный ход

На каждой станции выполняют следующие действия:

 устанавливают нивелир, приводят в рабочее положение (горизонтируют);

 на задней и передней точках станции устанавливают рейки;

 наводят нивелир на черную сторону задней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают его в журнал (табл. 5.1);

 наводят нивелир на красную сторону задней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают его в журнал;

 наводят нивелир на черную сторону передней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают его в журнал;

 наводят нивелир на красную сторону передней рейки, совмещают концы пузырька уровня элевационным винтом, снимают отсчет по рейке по средней нити, записывают его в журнал.

Если необходимо определить высотное положение промежуточной точки А, наводят нивелир на черную сторону рейки, стоящей на промежуточной точке, совмещают концы пузырька уровня и снимают отсчет по средней нити.

Стройка начинается с геодезической съемки. И если она выполнена некачественно, работа пойдет прахом. Чтобы этого не случилось, выполняют поверки нивелира, прибора, при помощи которого определяются уровни поверхностей и точки высоты ландшафта для составления правильного и безопасного проекта. Мы познакомим наших читателей с основными принципами работы нивелира и расскажем, как самому можно выполнить поверку и калибровку этого прибора.

С помощью нивелира можно установить точное местоположение объекта в пространстве.

Знакомьтесь, нивелир

Многие видели на стройках пару странных людей: один с треногой, другой с огромной линейкой. Чем они занимаются? Работают с нивелиром.

Нивелир — прибор, используемый в проектных работах для составления плана местности с учетом разницы в высотах местности. С его помощью определяется высота каждого из уровней, а также ровная ли поверхность местности. Это нужно для того, чтобы потом, в процессе строительства, объект не получился перекошенным, а его поверхности — неровными по отношению к поверхности земли.

Основные элементы управления нивелира.

По своей конструкции нивелиры бывают оптическими и лазерными. Для строительных работ пользуются первым типом. В измерениях принимают участие двое — один смотрит в оптическую трубку прибора и записывает показания, другой держит уровень в точках съемки на местности.

Сам прибор устроен следующим образом. На раскладной треноге (ее называют тригером), высота которой регулируется винтами, на специальной площадке закреплена зрительная труба с цилиндрическим уровнем. Последний нужен, чтобы выравнивать строго горизонтально положение трубы относительно поверхности земли.

Нивелиром определяют все основные параметры при строительстве дома — перпендикулярность осей стен будущего объекта, параллельность этажей. Также этот прибор понадобится, если нужно распланировать фундамент на участке с разным рельефом местности.

Чтобы проект был точным, перед началом работ должна проводиться проверка нивелира.

Причины возникновения погрешностей нивелира

Любой прибор, особенно если он состоит из нескольких частей, может давать неправильные показания. Это случается потому, что практически невозможно обеспечить идеальные условия при транспортировке и эксплуатации оборудования.

Нивелир — не исключение. К тому же, он перевозится в разобранном виде, поэтому после сборки в обязательном порядке нужно проверять прибор на точность показываемых результатов.

А результат неправильной работы прибора может быть самым плачевным. Кривые стены и неровные полы — далеко не самые худшие варианты. Результаты геодезической съемки используются при расчетах объемов работ по бетонированию, в том числе фундаментов и полов. И нарушенная точность нивелира приведет к тому, что будет допущен перерасход материалов, что вызовет превышение сметы и незапланированные расходы средств.

Основная причина возникновения погрешностей в показаниях — смещение компенсатора или зеркала. Это происходит при сотрясениях прибора, поэтому и рекомендуется проявлять аккуратность при перевозке нивелира.

Компенсатором называют устройство, благодаря которому зеркало, расположенное между принимающей и передающей призмами, принимает горизонтальное положение. Принцип его работы основан на использовании маятника, который закреплен перпендикулярно к поверхности зеркала. Закрепленный свободно, маятник всегда стремится занять вертикальное положение, выравнивая зеркало.

Благодаря такому устройству оптического нивелира можно получить нужные данные. Но прежде, чем приступать к работе, следует проверять его точность. О том, как это выполнить, мы детально расскажем ниже.

Как выполняется поверка нивелира

Проверка нивелира выполняется несколькими способами.

Схема измерения нивелиром.

Самый простой, которым можно быстро определить, дает ли прибор точные показания или нет, выполняется следующим образом. На площадке устанавливается нивелир, измерительная рейка устанавливается от него на расстоянии от 15 до 25 м. С этой точки снимается первое показание, которое нужно записать, а место съемки отметить.

Потом рейку переносят на другую точку, чтобы расстояние от нее до прибора было в пределах от 10 до 15 м. Вторую точку съемки рекомендуется выбирать таким образом, чтобы между нею и первой была разница, видимая невооруженным глазом. Записываем полученный результат, отмечаем точку № 2. Полученные результаты вычитаем и получаем некую величину в миллиметрах, которая показывает разницу уровней между первой и второй точками. Записываем ее.

Теперь переставляем нивелир на новое место, где-то метров на 10 в сторону. И повторно проводим съемку для первой и второй точек (которые, как мы помним, нужно было отметить). Снова проводим вычисление разницы. И если полученный результат не отличается от первого или же между ними есть разница в пределах 3-4 мм, точность прибора считается достаточной для выполнения геодезических работ. Если же разница превышает 4 мм, такой нивелир не пригоден к использованию и лучше заменить его на исправный.

Такая поверка поможет избежать серьезных ошибок в будущем. Также перед началом работы следует проверять и другие важные узлы прибора.

Проверка уровня

Схема проверки уровня нивелира.

Точность показаний нивелира зависит от того, правильно ли работает уровень. Чтобы проверить его, нужно выполнить простую процедуру. С помощью винтов площадка нивелира выставляется так, чтобы пузырек воздуха в уровне занял среднее положение. Потом начинаем медленно вращать прибор, чтобы он совершил полный разворот вокруг своей оси. Если при смещении пузырек не передвинется, это подтверждает исправность уровня, и можно приступать к измерениям.

Чтобы добиться более точного выравнивания, специалисты рекомендуют разворачивать уровень и ставить его так, чтобы он находился между двумя разворотными винтами. Смещение воздушной капсулы в сторону одного из винтов показывает, что его нужно отрегулировать. Проделав такую операцию по очереди с каждым из них, можно считать, что и эта проверка нивелира успешно выполнена.

Иногда бывают ситуации, когда рельеф местности не позволяет выставить треногу посредством винтов. Тогда следует максимально выровнять уровень, а потом убирать его смещение, вращая юстировочные винты посредством луча шестигранного. Следует поворачивать уровень и каждый раз повторять описанную выше процедуру до те пор, пока воздушный пузырек не займет стабильное центральное положение.

Поверка компенсатора

Схема поверки компенсатора нивелира

Компенсатор, или, как его еще называют, демпфер, играет важную роль в правильной работе нивелира. Поэтому до того, как приступить к выполнению замеров, следует проверить и его тоже.

Выставив прибор, наведите окуляр на четко видный и хорошо освещенный объект. Многие специалисты используют для этого измерительную рейку. Продолжая наблюдать в окуляр, сделайте незначительный поворот подъемного винта (не больше 1-2 делений). При этом нить горизонта сперва поднимется вслед за зрительной трубой, а потом опустится до прежнего уровня.

Если этого не произошло, значит, компенсатор не работает и эксплуатация такого оптического нивелира невозможна. Прибор нужно заменить, чтобы в проект не закрались погрешности, которые приведут к перерасходу материалов.

Некоторые специалисты сталкивались с ситуациями, когда компенсатор немного «подвисал». Это может возникнуть из-за того, что в механизм попадает пыль, влага, которые мешают устройству нормально работать. Поэтому, обнаружив, что нить горизонта не возвращается в исходное положение, практики рекомендуют слегка постучать по прибору.

Этот способ может «отпустить» компенсатор, но полной уверенности в верной работе нивелира уже быть не должно.

Как видим, поверка прибора выполняется с помощью простых действий. Важно не забывать выполнять их, чтобы исключить погрешности из расчетов строительства.