На рис. 27 и 28 показаны нивелир Н2 и оптическая схема зрительной трубы, а на рис. 29 — нивелир НА-1. Эти нивелиры применяются при нивелировании III класса в горных районах.
Рис. 27. Нивелир Н2.
Рис. 28. Оптическая схема нивелира Н2.
1 — насадочная линза; 2 — оптический клин; 3— плоскопараллельная пластинка; 4—5 — линзы объектива; 6 — фокусирующая линза; 7 — передающая призма оптического микрометра; 8 — сетка нитей; 9 — окуляр; 10—13 и 16 — оптическая система для передачи изображения концов пузырька уровня в поле зрения окуляра; 14 — шпала оптического микрометра; 15 — зеркало подсветки; 17 — защитное стекло цилиндрического уровня; 18 — ампула цилиндрического уровня.
Рис. 29. Нивелир НА-1.
Характеристики нивелира НА-1 незначительно отличаются от характеристик Н2. Отличие нивелиря Н2 от НА-1 состоит только в более совершенной конструкции инструмента. У нивелира Н2 апохроматическая зрительная труба с увеличением 41,8×, плоскопараллельная пластинка с отсчетным механизмом и цилиндрический уровень, для предохранения от одностороннего нагрева помещены в дополнительный металлический кожух. Кожух значительно уменьшает тепловые воздействия на юстировку нивелира. Перед зрительной трубой помещен защитный клин, который позволяет юстировать угол i нивелира. Оптический микрометр состоит из плоскопараллельной пластинки, маховичка, тяги и отсчетной шкалы, которая жестко связана с тягой. Изображение отсчетной шкалы оптического микрометра в нивелире Н2 передано в поле зрения трубы, что упрощает работу с инструментом (рис. 30). Плоскопараллельная пластинка и отсчетный микрометр жестко связаны со зрительной трубой. Такая конструкция микрометра значительно уменьшает его мертвый ход. Нивелир Н2 позволяет выполнять визирование на расстояниях от 1,0 до 2,0 м, для этого на зрительную трубу крепят специальную линзу. Основные данные нивелиров приведены в табл. 4.
Рис. 30. Поле зрения нивелира Н2.
Рис. 31. Принцип работы нивелира с компенсатором.
3.3. НИВЕЛИР С КОМПЕНСАТОРОМ Ni 007
Принцип работы нивелиров с компенсаторами можно понять из следующего примера. Обратимся к рис. 31, на котором обозначены:
f — фокусное расстояние объектива зрительной трубы нивелира,
α — угол наклона нивелира,
s — расстояние от компенсатора до сетки нитей,
β — угол отклонения луча компенсатором.
Предположим, что точка N рейки, находящейся на некотором расстоянии от инструмента, оптический центр объектива О и центр сетки нитей С лежат на одной горизонтальной прямой, т. е. визирная линия инструмента горизонтальна. В этом случае изображение точки N совмещено с центром сетки нитей С (рис. 31, а), а отсчет по рейке равен N.
Наклоним трубу нивелира вокруг оптического центра объектива на угол α. Центр сетки нитей С сместится относительно первоначального положения на величину fα (рис. 31, б) и отсчет по рейке изменится.
Рис. 32. Нивелир М007. Рис. 33. Оптическая схема нивелира Ni007
1 — защитное стекло; 2— пентапризма; 3—4 — линзы объектива; 5 — компенсатор; 6 — прямоугольная призма.
Если же каким-либо способом совместим изображение точки N с центром сетки нитей С, не меняя наклона трубы, и получим первоначальный отсчет по рейке, соответствующий горизонтальному положению визирной линии, то в этом случае визирная линия нивелира станет как бы горизонтальной. Это совмещение изображения сетки нитей с отсчетом N производит компенсатор нивелира.
Имеется несколько путей для совмещения изображения точки N с центром сетки нитей С. В одних нивелирах при наклоне смещается сетка нитей, в других изменяется ход лучей.
Из существующих в настоящее время нивелиров с компенсаторами в СССР при нивелировании III класса наиболее широко применяются нивелиры NiB-3, NiB-4, NiB-5, NiB-6 фирмы MOM (ВНР) и Ni007 Народного предприятия ″Карл Цейсе″, Йена (ГДР).
Основные требования, которые предъявляются к нивелирам с компенсатором, предназначенным для нивелирования III класса, следующие: компенсатор должен работать в пределах ± 10′, время затухания колебаний изображения после механических воздействий на нивелир не должно быть больше 2 сек, точность самоустановки визирной линии в одно и то же положение меньше ± 0,5″.
Нивелир с компенсатором №007 предназначен для нивелирования II, III и IV классов. Первые экземпляры нивелиров имели индекс Koni 007. Нивелир №007 отличается от широко известных нивелиров с уровнем несколько необычной формой (рис. 32). На рис. 33 показана оптическая схема зрительной трубы. Внутри вертикального корпуса помещена зрительная труба 3 и 4, компенсатор 5 с демпфером и оптический микрометр 2 в виде наклоняющейся пентапризмы.
Визирный луч проходит через защитное стекло 1 и попадает в пентапризму, которая направляет луч в объектив. Одновременно пентапризму используют в качестве микрометра. Она может поворачиваться (наклоняться) относительно оси, перпендикулярной к визирной линии, на некоторый угол и смещать визирный луч по высоте на 5 мм.
Если нивелир используют при нивелировании III и IV классов, то микрометр выключают. Основные данные нивелира №007 приведены в табл. 4.
3.4. НИВЕЛИРЫ NiB-3, NiB-4, NiB-5 и NiB-6
Нивелиры NiB-3, NiB-4 и NiB-5, NiB-6 мало чем отличаются друг от друга (рис. 34 и 35). Нивелиры NiB-З и NiB-5 снабжены стеклянными кругами диаметром 82 мм, которые служат для измерения горизонтальных углов, а нивелиры NiB-4 и NiB-6 их не имеют. Отличие же нивелиров NiB-З и NiB-4 от нивелиров NiB-5 и NiB-6 состоит в том, что у последних нивелиров в поле зрения трубы передано изображение круглого установочного уровня. Это позволяет во время взятия отсчетов по рейке контролировать, в каком положении находится компенсатор. Изображение поля зрения нивелиров NiB-5 и NiB-6 показано на рис. 36. Пузырек круглого уровня при взятии отсчетов должен находиться внутри круга.
Зрительная труба нивелира аналлатическая, с внутренней фокусировкой, дает прямое изображение. Оптическая схема трубы приведена на рис. 37. Все оптические детали покрыты противоотражательным слоем ″Т″. Объектив зрительной трубы состоит из трех линз 5, 6 и 7. Компенсатор, расположенный между нитей 1 и фокусирующей линзой 5, состоит из системы призм Порро второго рода 2, 3, 4. Призма 3 неподвижно скреплена с телом трубы, а призмы 2 и 4 установлены на одной общей оправе, подвешенной на четырех попарно перекрещивающихся стальных нитях диаметром 0,05 мм. Длина нитей около 3 см. Для предохранения нитей от обрыва во время переноски нивелира колебания компенсатора ограничены специально ″запорным штифтом″ в виде оси. Успокоение колебаний компенсатора производится двойным воздушным демпфером. Компенсатор и окуляр закрыты кожухом, состоящим из двух съемных частей. Оправа сетки нитей снабжена одним котировочным винтом для исправления угла i.
Как видно на рис. 34, 35, нивелиры ΝiΒ не имеют обычной вертикальной оси, зажимного и наводящего винтов. Они заменены специальной осью и бесконечным микрометренным винтом. Вертикальная ось с бесконечным микрометренным наводящим винтом, подставка с тремя подъемными винтами закрыты кожухом, на котором установлен круглый установочный уровень. Основные данные нивелиров типа NiB приведены в табл. 4.
Рис. 34. Нивелир ΝiΒ-3.
Рис. 35. Нивелир NiB-5. Рис. 36. Поле зрения нивелира NiB-5
Рис. 37. Оптическая схема нивелира NiB.
1 — сетка нитей; 2, 3 и 4— призмы компенсатора; 5, в и 7 — линзы объектива.
Нивелиры NiB могут снабжаться микрометрами с плоскопараллельной пластинкой. В этом случае при нивелировании по инварным рейкам средняя квадратическая погрешность равна ±1 мм/км. Точность измерения горизонтальных углов порядка 1—2′.
Достарыңызбен бөлісу: |