Полы 

Поверки и юстировки электронных теодолитов. Поверка теодолита и его юстировка Сетка нитей и коллимационная погрешность

Единство и требуемая точность измерений определяются метрологическим обеспечением измерительных средств. Это достигается установлением и применением научно-методических приёмов, технических средств, правил и норм контроля приборов, применяемых в производстве. Под единством угловых геодезических измерений понимают такое состояние измерений, при котором получаемые результаты выражаются в принятых единицах плоского угла, а погрешности результатов измерений известны с требуемой надёжностью. Государственная поверочная схема для средств измерения плоского угла устанавливается государственным стандартом.

Одно из важнейших понятий в системе метрологического обслуживания угломерных приборов – поверка. Под поверкой геодезических приборов понимают контроль метрологической исправности и определение конкретных значений метрологических характеристик, нормированных в технической документации. Рабочие теодолиты должны проходить ведомственную поверку, организуемую ведомственными метрологическими службами, а при отсутствии таковых, в специализированных метрологических центрах.

Для геодезических приборов выполняют следующие поверки: периодическую, межсезонную, контрольную, эксплуатационную, внеочередную. Для электронных теодолитов, периодическая поверка основных электронных узлов, выполняется не реже одного раза в год . Объём поверочных работ устанавливается в зависимости от типа прибора. Применяемые методы и средства поверки выбирают с учётом специфических особенностей и назначения прибора. Для обеспечения нормальных условий проведения испытаний или поверки необходимо соблюдение целого ряда требований по предохранению угломерного прибора от внешних влияний в рабочем пространстве.

По результатам поверки оформляется протокол, выдаётся свидетельство об аттестации прибора. Теодолит, не имеющий аттестации, к производству измерений не допускается.

При испытании взаимодействия деталей прибора особое внимание необходимо обратить на следующие требования:

1. Вращение горизонтального и вертикального кругов и алидады горизонтального круга должно быть свободным и при работе наводящими винтами плавным;

2. Закрепительные винты круга и зрительной трубы надо зажимать без лишних усилий. При поворотах верхней части прибора следует браться руками за алидадную часть у места расположения закрепительного винта;

3. Подъёмные винты не должны иметь шатаний в подставке.

4. Сетка нитей зрительной трубы должна быть установлена правильно.

Поверки и юстировки электронных теодолитов средней точности необходимо проводить в следующей последовательности:

1. Поверка и юстировка цилиндрического уровня;


2. Поверка и юстировка круглого уровня;

3. Поверка и юстировка оптического центрира.

После выполнения юстировки, всегда необходимо повторить поверку.

Поверка цилиндрического уровня. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита.

Горизонтальный круг устанавливается таким образом, чтобы ось цилиндрического уровня была параллельна любым двум подъёмным винтам (рисунок 10). Вращая эти два подъёмных винта навстречу друг другу в одну или другую сторону, приводят пузырёк цилиндрического уровня в нуль-пункт (на середину). После чего поворачивают теодолит вокруг вертикальной оси таким образом, чтобы цилиндрический уровень стал перпендикулярно тем же двум подъёмным винтам. Вращением третьего подъёмного винта, в направлении которого повёрнут цилиндрический уровень, приводят пузырёк уровня в нуль-пункт. Затем возвращают теодолит в исходное положение и уточняют приведение пузырька в нуль-пункт.

После этого, поворачивают алидаду на 180°; если пузырёк уровня останется на середине, то условие поверки считается соблюденным. Если же пузырёк уровня отойдет от середины больше чем на одно деление, значит, условие не соблюдено, и необходимо исправить обнаруженную не перпендикулярность осей, т.е. произвести юстировку. Для этого подсчитывают, на сколько делений уровня отклонился пузырек. Ошибку в размере половины делений устраняют исправительным винтом уровня (рисунок 15) с помощью специальной шпильки. При большом отклонении исправление выполняют постепенно. Поверку и юстировку повторяют несколько раз до полного устранения ошибки.

Рисунок 15 – Юстировка цилиндрического уровня

Поверка круглого уровня.Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения нивелира.

До начала данной поверки должна быть выполнена юстировка цилиндрического уровня. Если пузырёк круглого уровня находится в нуль-пункте после приведения в центр пузырька цилиндрического уровня, то дальнейшая юстировка не требуется. В противном случае необходима юстировка. Действуя юстировочной шпилькой, повернуть юстировочные винты (рисунок 16а), пока пузырёк круглого уровня не переместится в центр. Во избежание разрыва, нельзя перетягивать юстировочные винты. Необходимо ослабить один винт на ¼ оборота винта (рисунок 16б), а затем затянуть другой винт также на ¼ оборота. После этого поверку повторяют, повернув прибор на 180° .

Поверка электронного теодолита - это определение его погрешностей и установление пригодности инструмента к применению. Поверка выполняется с целью уточнения производственных характеристик теодолита и их соответствия паспортным данным. Развитие и совершенствование оптико-электронных приборов для измерения превышений, возрастающие требования к их точности и надежности, а также автоматизация процесса измерений, приводит к необходимости создания новых методов и средств испытаний с целью поверки и калибровки электронных теодолитов.

Наибольшие трудности возникают при создании эталонных средств поверки и калибровки высокоточных приборов, таких как электронные теодолиты, так как конструктивно этот прибор состоит из угломера, выполненного на базе кодовых угломерных датчиков и встроенного микропроцессора. С помощью угломера определяются горизонтальные и вертикальные углы. Процессор обеспечивает управление прибором, контроль и обработку результатов измерений.

Поверке подлежат все без исключения теодолиты, внесенные в государственный реестр средств измерений: высокоточные, точные, технические, как отечественного, так и зарубежного производства. Кроме того, иногда может понадобиться внеплановая поверка электронного теодолита, например, если ваш электронный теодолит падал, выходил из строя, подвергался ремонту или возникали иные внештатные ситуации, которые могли повлиять на его рабочие характеристики.

Методология поверок и калибровок высокоточных приборов регламентируется рядом специально разработанных документов, устанавливающих основные операции для определения соответствия метрологических характеристик паспортным данным.

Поверка электронного теодолита включает в себя следующие процедуры:

  • Проверка внешнего состояния и комплектности;
  • Опробование;
  • Проверка работоспособности электронного дисплея;
  • Тестирование системы выдачи информации;
  • Проверка уровней;
  • Проверка правильности установки сетки нитей;
  • Проверка перпендикулярности визирной и горизонтальной осей;
  • Определение места нуля (места зенита) вертикального круга;
  • Проверка перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей;
  • Проверка правильности установки уровня на трубе (если таковой имеется);
  • Определение диапазона и погрешности работы компенсатора;
  • Проверка работы оптического центрира;
  • Измерение горизонтальных углов;
  • Измерение вертикальных углов;
  • Проверка нулевого показания инструмента при горизонтальном положении зрительной трубы;
  • Определение средней квадратической погрешности наведения, горизонтального и вертикального угла;
  • Определение общей средней квадратической погрешности.

Поверка электронного теодолита выполняется с соблюдением всех действующих норм и правил по поверке геодезических угломерных приборов, после чего вы получаете на руки свидетельство государственного образца. В этом документе указывается название инструмента и его серийный номер, а также название вашей организации. Данное свидетельство может использоваться в любой отчетной документации, подтверждая тем самым, что инструмент, которым выполнялись измерения, полностью соответствует заявленным характеристикам и предъявляемым требованиям. Свидетельство действительно в течение межповерочного интервала, по прошествии которого вам потребуется повторить процедуру поверки электронного теодолита.

Специалисты нашей компании имеют огромный опыт работы в области эксплуатации, сервисном обслуживании, проведении поверок и калибровок электронных теодолитов. У нас вы всегда можете заказать первичную или периодическую поверку, а также любые другие виды поверок. Если ваш электронный теодолит отсутствует в государственном реестре средств измерений, мы можем выдать вам свидетельство о калибровке, в котором будут отражены реальные метрологические характеристик инструмента.

Заказав у нас такую услугу, как поверка электронного теодолита, вы не только сэкономите время и средства, но и можете полностью избежать простоя в работе благодаря предоставляемой нами услуге проката геодезического оборудования. Вы можете взять электронный теодолит в аренду, пока ваш инструмент находится на поверке. Все что вам необходимо сделать - это проверить комплектность прибора, чистоту оптики, работоспособность винтов и наличие заряженных элементов питания, после чего отдать свой цифровой теодолит нашим специалистам и ждать уведомления о завершении работ. Как показывает практика, процедура поверки теодолита занимает около 7 рабочих дней.

Поверки теодолита выполняют для контроля соблюдения в приборе верного взаиморасположения его осей. Основными поверками являются следующие.

Поверка уровня. Ось цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады .

Перед выполнением поверки выполняют горизонтирование теодолита. Затем устанавливают уровень по направлению двух подъёмных винтов и с их помощью приводят пузырёк в нульпункт. Поворачивают алидаду на 180º. Если пузырёк уровня остался в нульпункте, то требуемое условие выполнено – ось уровня перпендикулярна к оси вращения алидады. Если пузырёк уровня ушел из нульпункта, исправительными винтами уровня изменяют его наклон, перемещая пузырёк в сторону нульпункта на половину отклонения.

Поверку повторяют, добиваясь, чтобы смещение пузырька было меньше одного деления.

Поверка сетки нитей. Вертикальный штрих сетки нитей должен быть перпендикулярен к оси вращения зрительной трубы .

Наводят вертикальный штрих сетки нитей на точку и наводящим винтом трубы изменяют ее наклон. Если изображение точки не скользит по штриху, сетку нитей надо повернуть. Для этого поворачивают корпус окуляра, ослабив четыре винта его крепления к зрительной трубе (рис. 7.9).

Поверка визирной оси. Визирная ось трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы .

Если визирная ось перпендикулярна к оси вращения трубы, то отсчёты по горизонтальному кругу при разных положениях вертикального круга (круг слева и круг справа) и наведении на одну и ту же точку будут различаться ровно на 180º. Если разность отчетов отличается от 180°, то ось вращения трубы не перпендикулярна к визирной оси (рис. 7.10). При этом соответствующие отсчёты Л и П отличаются от правильных значений на одинаковую величину с , получившую название коллимационной ошибки.

При выполнении поверки визируют на удалённую точку при двух положениях круга и берут отсчёты Л и П. Вычисляют коллимационную погрешность с = (Л - П ± 180°) ¤ 2, которая не должна превышать двойной точности теодолита.

Если коллимационная погрешность велика, то наводящим винтом алидады устанавливают на горизонтальном круге верный отсчёт, равный (Л - с ) или (П + с ). При этом центр сетки нитей сместится с изображения точки. Отвинчивают колпачок, закрывающий винты сетки нитей, ослабляют один из вертикальных исправительных винтов, и, действуя горизонтальными исправительными винтами, совмещают центр сетки нитей с изображением точки. Закрепив ослабленные винты, поверку повторяют.

Поверка оси вращения трубы. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения алидады .

Установив теодолит вблизи стены здания, визируют на высоко расположенную под углом наклона 25 - 30º точку Р (рис. 7.11). Наклоняют трубу до горизонтального положения и отмечают на стене проекцию центра сетки нитей. Переводят трубу через зенит, вновь визируют на точку Р и отмечают её проекцию. Если изображения обеих проекций точки не выходят за пределы биссектора сетки нитей, требование считают выполненным. В противном случае необходимо исправить положение оси вращения трубы. Исправление выполняют в мастерской, изменяя наклон оси.

Срок поверки: 1-2 рабочих дня

__________________________________________________________________________________________________

Поверка теодолита:

Любой геодезический прибор за время своей эксплуатации должен не раз пройти процедуру поверки. От грамотно проведённойи вовремя состоявшейся поверки зависит точность и надёжность измерений прибора, а, значит, эффективность работы инструмента. Метрологическая аттестация производится на начальном этапе использования прибора, когда он только куплен и далее время от времени после истечения срока поверки. Межповерочный промежуток времени назначается для каждого прибора отдельно. Прибор с истекшей поверкой не может использоваться для работ любого характера, т.к. может искажать результаты измерений.

Также может производиться внеплановая поверка по следующим причинам:

После проведения крупного ремонта оборудования;

При поврежденном поверительном клейме;

Если прибор долго не был в использовании;

При потере свидетельства о поверке;

Если измерения неудовлетворительные или кажутся владельцу неверными.

Метрологическая поверка проводится специальными службами. Компания "Интер-Гео" предлагает свои услуги по поверке геодезического оборудования. Все операции производятся на специализированном новейшем оборудовании по проверенным методикам, что обеспечивает исключительную надёжность производимых действий. Также специалисты "Интер-Гео" предоставят полную информацию и пакет документов на каждый прибор.

Теодолит - прибор, совершающий угловой замер высокой сложности и точности. Поверка оптического варианта этого прибора заключается в выявлении соответствия всех характеристик теодолита геометрическим стандартам, а также его метрологических параметров указанным данным в паспорте прибора. Поверка теодолита устанавливает его погрешности и пригодность инструмента к эксплуатации. Создание эталонов для поверки высокоточных теодолитов √ сложный и многогранный процесс, занимающий массу времени. Методы поверки электронных приборов отличаются от специфики поверки оптических теодолитов. Если поверка оптического теодолита включает в себя помимо традиционного внешнего осмотра и опробования ещё и измерение углов, контроль метрологической характеристики, проверка нулевого показателя, определение различных погрешностей и проверку установочных уровней, то с электронным прибором всё обстоит немного сложнее. У электронной модели теодолита помимо пунктов поверки оптического теодолита проверяют работоспособность дисплея, систем получения информации, работоспособность оптического центрира, сетки нитей, проверка различных осей и установленных уровней.

Поверка оптического и электронного теодолитов в компании "Интер-Гео" производится по всем нормам и установленным алгоритмам работы, что обуславливает высокую точность проводимых операций и оптимальные сроки поверки. После окончания поверки, если прибор соответствует все стандартам "Интер-Гео" выдаёт на руки владельцу свидетельство, являющееся официальным документом до следующей поверки. В свидетельстве помимо названия прибора и его серийного номера указываются данные о владельце, будь то юридическое, физическое лицо или компания. Не стоит доверять поверку теодолита малоизвестный и непроверенным компаниям, дабы избежать риска получения в дальнейшем неверных измерений. А тем более необходимо избегать вариантов проведения поверки самостоятельно, ведь метрологические действия - это кропотливая тонкая работа, требующая опыта в данном направлении и специализированных знаний. Для всего этого есть "Интер-Гео".

Теодолит является сложным оптико-механическим прибором, устройство которого должно удовлетворять целому ряду механико-технологических и геометрических условий. Основными механико-технологическими условиями при изготовлении теодолита являются:

    свободное и плавное перемещение всех подвижных частей прибора;

    надежность и устойчивость прибора при полевой эксплуатации;

    герметичность конструкции;

    обеспечение заданных параметров оптических систем теодолита (зрительной трубы, отсчетной системы);

    точное и тонкое нанесение штрихов лимбов, шкал, сеток нитей;

    высокоточное изготовление и сборка осевых систем;

    применение просветленной оптики.

Геометрические условия, которым долженудовлетворять теодолит, вытекают из того, что для непосредственного измерения горизонтального угла плоскость делений лимба должна быть горизонтальной, коллимационная плоскость зрительной трубы – вертикальной, а центр лимба должен быть установлен на отвесной линии, проходящей через вершину измеряемого угла.

Рисунок 13- Схема расположения основных осей теодолита.

Для обеспечения названных требований у теодолита должны выполняться следующие геометрические условия взаимного расположения основных осей.

    Ось цилиндрического уровня uu´ алидады горизонтального круга должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита оо′;

    Визирная ось vv′ зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы нн´;

    Ось вращения нн´ зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения oo´ теодолита;

    Вертикальная нить сетки нитей должна быть параллельна оси вращения теодолита.

Для выяснения соответствия теодолита заданным механико-технологическим и геометрическим условиям выполняют его исследования в лабораторных и полевых условиях. В отношении геометрических условий такие исследования называют п о в е р к а м и.

Так как возможность добиться идеального выполнения геометрических условий отсутствует, то на величину отклонения накладывают ограничения, которые называют допуском.

Если перечисленные выше требования к взаимному расположению геометрических осей находятся в пределах допуска, то считается, что прибор исправен. Величина допуска зависит от требований, предъявляемых к точности измерений, выполняемых данным прибором, а приведение условия в пределы допуска называется юстировкой (исправлением). Юстировка выполняется с помощью соответствующих исправительных (юстировочных) винтов. Таким образом остаточные отклонения взаимного расположения осей от идеального всегда существуют и оказывают влияние на точность измерений. Они входят в группу инструментальных погрешностей. Важно уметь рассчитать степень их влияния на результат измерения, а отсюда разработать методику измерений и требование к тщательности юстировки геометрических условий взаимного расположения основных осей теодолита.

3.2.Поверка перпендикулярности оси цилиндрического уровня

при алидаде горизонтального круга к оси вращения теодолита

а ) б )

Рисунок.14- Схема поверки перпендикулярности оси цилиндрического уровня к оси вращения теодолита первым способом

Поверку можно выполнить несколькими способами

Способ первый. Теодолит устанавливают на штатив и приводят в рабочее положение. Для этого поворотом алидады устанавливают проверяемый уровень по направлению, соединяющему два подъемных винта, например 1-3 (рис. 14а ). Вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня на середину ампулы (в нуль-пункт). Снимают отсчет по горизонтальному кругу и поворачивают алидаду на 180 0 (рис.14б ).

Если пузырек остался в нуль-пункте или отклонился не более чем на одно деление, то условие выполнено. Если отклонение пузырька от нуль–пункта более одного деления, то требуется юстировка цилиндрического уровня. Для этого исправительными винтами уровня перемещают пузырек по направлению к нуль-пункту на половину дуги отклонения. Теперь ось цилиндрического уровня перпендикулярна оси вращения теодолита. Что бы убедиться в этом поверку повторяют. То есть снова устанавливают уровень по направлению двух подъемных винтов, желательно других, и приводят пузырек в нуль-пункт подъемными винтами. Поворачивают алидаду на 180° и оценивают отклонение пузырька от нуль-пункта. Если юстировка была выполнена правильно, то он должен остаться в нуль- пункте или отклониться от него не более чем на одно деление.

Способ второй. Также как и в первом способе, уровень устанавливают по направлению двух подъемных винтов, например 1-2 (рис.15а ), и приводят пузырек уровня в нуль-пункт вращением их в противоположных направлениях.

Рис.15. Поверка перпендикулярности оси цилиндрического уровня и оси вращения теодолита вторым способом

Поворачивают алидаду на 60° и вращением подъемного винта 3 (рис.15б ) приводят пузырек уровня в нуль- пункт.

Вращая алидаду, устанавливают уровень параллельно подъемным винтам 1-3 (рис.15в ). Если при этом положении пузырек остался в нуль-пункте, то условие выполнено. Если он отклонился из нуль-пункта, то условие не выполняется и уровень требует юстировки. Исправительными винтами уровня, ослабляя один и подтягивая другой, приводят пузырек в нуль-пункт. Поверку следует повторить желательно другим способом, например, первым способом.

Преимущество второго способа по сравнению с первым состоит в том, что пузырек перемещается на полную дугу отклонения, что сокращает время на юстировку.

Способ третий. Установив алидаду приближенно в горизонтальное положение, вращают её до тех пор, пока пузырек поверяемого уровня не установится в нуль-пункт. Снимают отсчет по горизонтальному кругу N 1. Продолжают вращать алидаду в том же направлении до повторного приведения пузырька уровня в нуль-пункт. Снимают отсчет N 2. Вычисляют отсчет N 0 , при котором ось поверяемого уровня параллельна плоскости лимба по формуле

N 0 = 0.5(N 1 + N 2) + 90° (6)

Устанавливают алидаду на вычисленный отсчет N 0 и устраняют отклонение исправительными винтами уровня. Приведение оси вращения теодолита в отвесное положение осуществляют обычным способом.

Примечание. Прежде чем выполнять юстировку уровня необходимо решить, а стоит ли это делать?

Так, например, если теодолит предназначен для измерения горизонтальных углов при создании съемочного обоснования или при топографических съемках местности, то отклонение пузырька уровня от нуль-пункта на одно – два деления вполне допустимо. Это будет доказано ниже при анализе аналитической зависимости погрешности измерения от величины наклона лимба.

При использовании теодолита на строительной площадке для установки конструкций в отвесное положение, требования к выполнению данного условия значительно выше. Если условие не выполняется, то есть между осью цилиндрического уровня и осью вращения теодолита угол больше или меньше 90 0 , то ось вращения зрительной трубы будет наклонена к горизонту на такой же угол, а следовательно, на такой же угол будет наклонена коллимационная плоскость, а следовательно, и строительная конструкция. В этом случае строительный допуск на наклон конструкции определяет точность приведения пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункт и точность юстировки данного условия. Можно всегда рассчитать допустимую величину отклонения пузырька уровня от нуль-пункта для предстоящего вида работ и выполнить юстировку с требуемой точностью.