Нивелир это прибор служащий для измерения: Нивелир что это? Его назначение, виды, характеристики и выбор

для чего нужен электронный строительный нивелир? Принцип работы и виды. Что измеряет? Особенности цифрового и геодезического нивелиров, для строительства дома. Как выбрать?

Один из главных принципов строительства заключается в том, что основа сооружения, будь то фундамент или пол, должна быть горизонтально ровной. Если не соблюдать это правило, не может быть и речи об установке той же мебели, а вся конструкция может рухнуть, если при расчетах проектировщики отталкивались от ровной поверхности, которой нет. Чтобы избежать ошибок еще на этапе проектирования и правильно представлять себе рельеф местности, используется специальный геодезический прибор – нивелир.

Устройство

По сути, современный нивелир – это не один прибор, а их группа, в которой каждый механизм позволяет добиться поставленной цели, но делает это разными способами. Соответственно, внутреннее строение агрегата тоже существенно отличается.

Простейший нивелир, который можно считать классическим, представляет собой сочетание нескольких простейших строительных инструментов. В его основе лежат обыкновенный пузырьковый уровень, увеличительная («подзорная») труба и визирная ось. При такой конструкции, безусловно, важную роль играет точность зрения оператора, ведь прибор сам по себе ничего не измеряет, он лишь позволяет «измерить уровнем» особенности ландшафта или строения.

Современные модели нивелиров имеют дополнительные функции, но у оптического варианта их нет, потому он часто используется в комбинации с другими строительными инструментами – сантиметровой рейкой и нитяным дальномером.

Цифровые технологии были придуманы для того, чтобы исключить человеческие ошибки, а цифровые нивелиры, соответственно, практически все делают за своего оператора – тому остается только направить инструмент на измеряемые поверхности. При этом устройство аппарата примерно то же, что и у его оптического «коллеги», только вся информация собирается самим прибором и выводится на экран.

На сегодняшний день наиболее популярной считается третья разновидность нивелиров – лазерные. Агрегат имеет коллиматорный прицел – примерно такой же, как на современном оружии. Нивелирование осуществляется на основе отклонений, наблюдаемых в направлении луча, который для работы в помещениях обычно делается красным, а для уличных изысканий – зеленым.

Любой нивелир устанавливается на штатив, который позволяет добиться определенной устойчивости прибора даже в условиях полного отсутствия строго горизонтальных поверхностей. В большинстве случаев штативы изготавливают из алюминия, который одновременно легок и очень прочен. В качестве альтернативы может быть использована древесина, которая дороже и почти всегда тяжелее, зато не гнется и гарантирует максимальную устойчивость.

Компактные штативы для бытового использования могут производиться из стеклопластика, тогда как роль выбора материала для корпуса самого агрегата уже не столь принципиальна – обычно нужно прочное и надежное вещество, которым оказывается особый пластик или металл. То же самое касается и крепежных элементов.

Сам по себе нивелир нельзя назвать слишком уж тяжелым – в зависимости от модели и использованных для изготовления материалов его вес может колебаться от 400 граммов до 2 килограммов. Для оптического прибора нормой можно считать вес примерно в 1,2-1,7 кг, но важно не забывать, что механизм практически бесполезен без идущей в комплекте треноги, а значит, суммарный вес конструкции легко может достигнуть пяти и более килограммов.

Раз речь зашла о массе устройства, назовем и примерные габариты для оптических изделий: 12-20 см в длину, 11-14 см в ширину и 12-22 см в высоту. Что касается цифровых устройств, то их размеры зависят еще и от диагонали экрана, которая у некоторых образцов достойно конкурирует с диагональю модных смартфонов.

Принцип работы

Оптические нивелиры, которые еще называют оптико-механическими, сегодня все еще встречаются на некоторых площадках, но понемногу выходят из обращения по двум причинам: во-первых, они не защищают от возможной ошибки оператора, во-вторых, требуют сразу двух человек для обслуживания. Оператор может отследить разницу уровней через зрительную трубу – в нее проходит луч света, тогда как сама труба вращается в горизонтальной плоскости. Второй человек нужен для того, чтобы держать мерную рейку, пока первый снимает показания.

Настраивать оптический нивелир приходится самим рабочим и это еще один риск для точности результата.

С лазерным нивелиром работать заметно проще хотя бы потому, что из него выходит видимый человеческим глазом цветной луч, который заменяет собой воображаемую линию в оптическом агрегате. Благодаря такому принципу организации работы любое отклонение луча от прямой линии, если оно вдруг случилось из-за отражающей способности поверхности, будет бросаться в глаза.

Большинство современных лазерных нивелиров умеют даже больше – при необходимости они проецируют на поверхность вертикальные и горизонтальные линии, строят углы и так далее. Некоторые модели допускают еще и удаленное управление – такой агрегат может обслуживаться одним человеком на площадке при условии работы с напарником.

Цифровой нивелир тоже является либо оптико-механическим, либо лазерным, вот только работа с ним существенно компьютеризована. Конструкция предполагает наличие собственного процессора и памяти, в этом случае сам прибор выступает напарником для своего оператора – второй человек для его использования не нужен. Бортовой компьютер агрегата позволяет точнее оценить перепады и правильнее оценить геодезическую картину, кроме того, он наглядно подает всю собранную (и уже просчитанную) информацию на специальный экран.

Помимо прочего, устройство умеет еще и запоминать те данные, которые оно зафиксировало, что для моделирования и проектирования очень удобно. Весь принцип работы такого нивелира построен на современных технологиях: даже деления на рейке нанесены в виде штрих-кода, чтобы компьютер мог их считывать автоматически.

Для чего нужен?

Основной задачей для процесса нивелирования является сравнение видимых поверхностей будущей стройплощадки для определения присутствия наклона или других неровностей. Устройство измеряет разности уровня между двумя поверхностями и позволяет составить адекватное представление о том, как выглядит рельеф – следовательно, полученные данные можно использовать либо для идеального выравнивания площадки, либо для того, чтобы эти самые неровности использовать.

Нивелиры используются в следующих случаях:

• для правильного составления проектов любого рода, подробных геодезических карт и планов высокой точности;
• для монтажа любых технических конструкций, будь то опоры линии электропередач или канализация, меняемая в процессе ремонта квартиры;
• для декоративного или имеющего любую другую цель выравнивания больших площадей, например, для строительства детских или спортивных площадок;
• для прогнозирования вероятного оседания того или иного строения, а также адекватной оценки масштабов происходящего и принятия мер во избежание обрушения;
• для монтажа в процессе строительства или ремонта дома конструкций, для которых традиционно необходим ровный горизонт – к таковым относятся полы, потолки и некоторые другие поверхности.

Большинство сложных моделей нивелиров являются редкой и очень дорогой техникой, доверяемой только специалистам самого высокого уровня, а вот более простые модели, служащие для бытового ремонта помещений, можно встретить у любого мужчины «с руками». Такие агрегаты чаще всего называют лазерными уровнями и их применение в быту весьма широко – без них крайне сложно правильно разметить углы или ровно уложить кафель и другие подобные отделочные материалы.

Если относиться к задаче с максимальной ответственностью, то даже для поклейки обоев такой прибор необходим – толстые разновидности полотен клеятся только встык, а потому нуждаются в идеальной вертикали стыков.

Нивелир с компенсатором пригодится также электрику, которому в процессе монтажа элементов электрической сети (выключателей, розеток, предохранителей) желательно выдерживать единый уровень для всех них.

Виды

Выше мы уже поверхностно прошлись по основным разновидностям подобного оборудования, однако такая его классификация оказалась бы слишком уж поверхностной – из-за многочисленных решаемых задач и разнообразия способов их решения подобные агрегаты делятся на куда большее количество типов. Стоит хотя бы немного внимания уделить каждому отдельному типу, отталкиваясь от того, к какому основному классу он принадлежит.

Электронный (цифровой)

Современные модели, как было сказано выше, выделены в отдельный класс скорее по дополнительным признакам в виде способности отображать и анализировать полученную информацию. При этом цифровой нивелир все равно относится к оптико-механическим либо лазерным и различить их весьма просто – у лазерного будет видимый луч, тогда как оптический агрегат будет производить свои вычисления без каких-либо видимых очертаний на стенах.

Практически всегда такой строительный инструмент следует считать профессиональным и даже промышленным – это очень дорогой прибор, который любитель просто не сможет себе позволить.

Особо детальной классификации цифровых нивелиров пока не существует по тем причинам, что они, во-первых, пока представлены небольшим количеством моделей, во-вторых, могут отличаться массой характеристик. Из классификации по собственным способностям стоит упомянуть только критерий точности. Но в большинстве случаев дорогая аппаратура демонстрирует способность нивелировать поверхности очень точно.

В остальном отличия касаются преимущественно сравнения бортовых компьютеров: в частности, оцениваются мощность процессора, способность программного обеспечения проводить различные вычисления, объем памяти для запоминания собранных сведений и результатов вычислений.

Лазерный

Такой тип геодезических приборов в плане классификации уже куда более разнообразен, отличия могут заключаться даже в ключевом аспекте – принципе работы. У позиционных моделей лазерный луч, излучаемый прибором, у своего основания проходит сквозь особую призму, тогда как у ротационного вместо призмы используется специальная линза.

Именно ротационный вариант считается куда более пригодным для выполнения более сложных задач – как минимум он позволяет проводить круговые измерения на 360 градусов, чего не получится сделать с позиционным агрегатом, а еще он обеспечивает повышенную дальность излучения видимого луча и имеет дополнительные полезные функции.

Существует также несколько условное деление на бытовые и профессиональные лазерные нивелиры, которое не имеет четких границ – разница заключается в количестве тех же дополнительных функций и качестве сборки, причем оба сравнения, конечно же, в пользу профессиональных моделей. В первую очередь адекватный нивелир должен быть защищен от проникновения в корпус влаги и пыли, и если для бытовой модели эта характеристика просто желанная и свидетельствует об ответственном отношении производителя к своей работе, то для профессиональных нивелиров это обязательная черта, без которой в такую категорию просто не попасть.

Профи-агрегат не только дает более точные результаты, но и помогает своему оператору в процессе настройки – специальная функция самовыравнивания инструмента гарантирует, что хотя бы сам он установлен ровно, а значит, минимизируется риск ошибки или безответственности оператора. Кроме того, профессиональные модели нередко оснащены приемником луча – с таким дополнительным узлом существенно возрастает как дальность измерений, так и их точность.

Что же касается наиболее функциональных разновидностей профессиональных лазерных нивелиров, то они предполагают еще и проецирование сетки на любую поверхность, возможность визуального построения углов и даже функцию удаленного управления, чтобы для второго рабочего отпадала необходимость выезжать на объект.

Лазерные нивелиры отличаются еще и по цвету испускаемого луча, но это вовсе не дизайнерская прихоть. Общепринято, что модели с зеленым лучом создаются специально для работы в условиях открытого пространства, поскольку волны зеленого цвета весьма устойчивы и способны без искажений проходить расстояние более километра, обеспечивая высокую точность измерений. Зеленый цвет хорошо фиксируется человеческим глазом, но может быть потерян в траве, особенно при ярком солнечном свете.

Нивелиры с красным лучом куда чаще используются в условиях помещения, эффективная дальность действия никогда не превышает показатель в 500 метров, но этот момент нужно уточнять для каждой отдельной модели – простенькие агрегаты и вовсе могут работать всего лишь на 10 метров.

Лазерный агрегат, как и цифровой, требует источника питания – хоть такой прибор и не умеет проводить самостоятельные вычисления, зато он обеспечивает визуализацию луча. Типичным решением для нивелира является наличие аккумулятора, нуждающегося в периодической зарядке. Сам аккумулятор может быть как съемным, так и несъемным – первый вариант хорош тем, что теоретически его можно заменить в случае поломки, второй же, как предполагается, изначально более надежный и долговечный, хотя сильно полагаться на это не стоит. Если же речь идет о небольшом и простом нивелире, способном поместиться в карман, не стоит удивляться, если он работает от обыкновенных батареек.

Изредка попадаются еще и сетевые нивелиры, но они по понятным причинам не очень востребованы и в принципе могут быть использованы разве что в условиях помещения.

Оптический

Оптико-механический нивелир представляет собой настолько простую конструкцию, что масштабно классифицировать его просто не получится – радикальных различий между моделями обычно не наблюдается. Единственное, на что стоит обратить внимание – это степень точности, которая обозначена специальными терминами.

Например, увидев оптический прибор технической степени точности, не спешите очаровываться – техника здесь отнюдь не тонкая, таким названием создатели замаскировали механизм, годящийся для решения лишь самых простых задач. Что касается по-настоящему полезных агрегатов, то с их качеством все понятно сразу же – они называются точными и высокоточными, причем во втором случае это не просто красивая формулировка, а вполне реальная разница в точности.

Производители и обзор моделей

Как и в случае со многими другими приборами, неопытному потребителю зачастую проще выбрать потенциальную покупку по критерию известной и востребованной марки, нежели самым детальным образом вникать в технические характеристики и искать многочисленные отзывы. Если вы хотите приобрести простейший оптический нивелир, то это вам вряд ли понадобится – они отличаются между собой разве что мелочами.

В случае с покупкой дорогой цифровой техники на одну лишь марку не стоит полагаться хотя бы потому, что прибор покупается для сложной постоянной работы и должен выбираться профессионалом. Совсем другое дело, если вы берете лазерный нивелир среднего уровня, который не будет применяться для выполнения предельно сложных вычислений, но все же должен быть качественным и хорошим – в этом случае критерий производителя и конкретной модели вполне может сработать.

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей.

• KaiTian 5 Lines 6 Points считается одним из лучших нивелиров для нивелирования на 360 градусов. Агрегат работает до 10 часов от батареи, а может быть включен в сеть. Из-за того, что он свободно вращается во все стороны, его можно не переставлять в процессе работы, устройство активно используется даже профессионалами.

Несмотря на некоторую громоздкость, это максимально функциональная модель.

• «Ермак 659-023» отечественного производства может считаться лидером в условиях работы на улице. При 25-метровом луче такой прибор отличается удобной компактностью и способностью функционировать в любых погодных условиях, кроме того, отечественное происхождение механизма положительно сказалось на его стоимости. Из минусов стоит выделить непродолжительную автономную работу (не более 3 часов) и актуальность только для небольших проектов.

• Bosch PLL 360 Set – представитель одного из наиболее известных брендов разноплановой (в том числе и строительной) аппаратуры, один из лучших линейных нивелиров. Имя фирмы в данном случае – это не пустой звук, потому что точность измерений в среднем заметно выше, чем у любых других аналогичных агрегатов. Из числа плюсов стоит выделить также способность вращаться на 360 градусов. К сожалению, есть и определенные ограничения: во-первых, это прибор сугубо для небольших помещений, ведь дальность луча тут всего 20 метров, во-вторых, при необходимости замены аккумулятора нужно брать деталь того же производителя – аналоги того же размера не подойдут.

• Condtrol xliner combo set считается топовым нивелиром для профессионалов, поскольку заодно выполняет еще и функции отвеса и осепостроителя. Отзывы свидетельствуют, что это универсальная машина для измерений любого рода. Производитель позаботился о том, чтобы потребитель ни в чем не нуждался – комплектация здесь тоже на высочайшем уровне. Кроме того, агрегат приспособлен для работы в экстремальных условиях – ему не страшны даже суровые русские зимы.

Придраться у этой модели было бы совершенно не к чему, если бы высочайшее качество не стоило так много, хотя подобная затрата, конечно, окупится в руках специалиста.

• Kapro 895 All Lines называют в числе лучших лазерных нивелиров среди тех моделей, что оборудованы еще и отвесом. Это прекрасный инструмент для будущего ремонта квартиры – он предлагает много вертикалей, благодаря чему отделка и монтаж розеток будут выглядеть идеально выверенными. Наличие отвеса и возможности вращения на 360 градусов позволяют быстро разметить все помещение без перестановки конструкции. Последнее очень актуально, ведь агрегат большой и тяжелый. Будущему владельцу он, кстати, влетит в копеечку.

Как выбрать?

Нивелир – инструмент крайне важный, от его показаний сильно зависит способность здания (или даже ремонта внутри него) продержаться как можно дольше, а уж неправильные измерения даже могут привести к катастрофе.

Следовательно, нивелир нужно подбирать с умом – чтобы вложиться в бюджет, добиться нормального качества и при этом не переплатить за ненужное.

Одна из важных ошибок большинства неопытных потребителей – стремление приобрести максимально качественный и мощный прибор. В бытовых условиях агрегат обычно нужен только для ремонта внутри помещений, а значит, вам уже не следует ориентироваться на большую длину луча, и подойдет даже недорогая модель. Кроме того, в помещениях, которые в условиях среднестатистической отечественной квартиры сильно большими не бывают, угловые погрешности обычно не зашкаливают, так что гнаться за выдающейся точностью тоже не нужно – пусть этим занимаются строители масштабных объектов.

По сути, при выборе оптического нивелира бытового уровня вы должны всего лишь осмотреть его на предмет наличия повреждений корпуса, а также сверить правильность работы встроенного уровня по любому другому уровню – вот и весь выбор.

Другое дело, если вы активно занимаетесь строительством, в том числе и на открытой местности, и понимаете, что покупка хотя бы полупрофессионального прибора обязательна. Тут разбег по качеству и характеристикам уже куда серьезнее, потому важно приобрести хороший нивелир, который не подведет и будет обладать всем необходимым функционалом.

Обратите внимание на следующие критерии при выборе дорогого оборудования.

• Наличие дополнительных лучей. Самый простой прибор обеспечивает их всего два – по одному на вертикаль и горизонталь. Дополнительные лучи исходят из источников по бокам от основного корпуса, благодаря им можно построить простую сетку, которая составит понятие о рельефе поверхности быстро и эффективно.

• Дальность свечения. Неопытные потребители, возможно, слышали о том, что лазерный луч на самом деле бьет несколько дальше, нежели это написано в спецификациях для каждой конкретной модели. Это действительно так, но у светового излучения есть свойство постепенно расширяться в стороны, потому даже узкая лазерная точка на большом расстоянии начинает расплываться.

Превысив расстояние, указанное в инструкции, вы, возможно, и увидите нужную вам сетку, но производитель уже не отвечает за ее правильную прорисовку.

• Система самовыравнивания. Точные измерения возможны лишь в том случае, если нивелир установлен идеально ровно. Добиться этого можно и вручную, но именно возня с предварительной настройкой делает работу оператора сложной, кропотливой и медленной.

Если агрегат умеет выравниваться самостоятельно, это сэкономит ваше время и нервы, а также повысит точность нивелирования.

• Угол развертки лучей. По утверждению большинства профессионалов, показатель в 110-130 градусов можно считать идеальным.

• Источник питания. Практика показывает, что для источника питания в нивелире важна даже не столько способность долго работать, сколько предельная простота, позволяющая в любой момент заменить эту деталь – такая особенность делает прибор едва ли не вечным. Если для большинства других инструментов батарейки в качестве основного источника питания не очень желательны, то для нивелира, потребляющего мало энергии, они подходят – лишь бы они относились к повсеместно доступному стандарту.

• Необходимые аксессуары. Сам по себе нивелир бесполезен – как минимум ему нужен еще и штатив, а также некоторые другие приспособления. Хорошо, если производитель позаботился о том, чтобы собрать для вас полный комплект – так вы и денег сэкономите на оптовой покупке, и получите стопроцентную уверенность в полной совместимости всех элементов. Помимо штатива, полезным дополнением к набору могут стать защитные лазерные очки – они и зрение оберегают, и позволяют лучше видеть луч в условиях плохой погоды. Не обойтись также без различных фиксаторов в виде прищепок или магнитных креплений.

Необязательно выбирать агрегат с наиболее щедрой комплектацией – некоторые комплектующие могут никогда в жизни вам не понадобиться, но по отдельности покупка такого же набора точно обойдется дороже.

• Особенности корпуса. Если вы берете дорогую и очень тонкую технику, важно выбрать такую модель, которая максимально защищена от любых неприятностей. Маркировка IP54 считается лучшей в своем роде – нивелир такого класса не боится ни пыли, ни влаги, он может работать на пыльной строительной площадке даже в дождь. Заботливые производители выполняют дорогие модели в противоударном корпусе, да еще и с демпферными накладками – в случае падения агрегата такие его характеристики сильно повышают шанс прибора на выживание. Идеальным будет исполнение с внутренними амортизаторами – с ними ценная электроника точно останется в порядке.

Правила эксплуатации

Нивелир необходим для правильного нивелирования площадки, но от него не будет никакого толку, если не использовать его правильно. Одно из обязательных условий, которые необходимо соблюдать, – это так называемое главное геометрическое условие нивелира. Описать его можно несколькими простыми тезисами.

• Горизонтальное положение должно быть строго выверено по пузырьковому уровню. Установив прибор на треногу, его направляют в одну сторону и с помощью винтов выравнивают так, чтобы пузырек воздуха находился точно в нуль-пункте. После этого зрительную трубу вместе с уровнем разворачивают на 180 градусов, и пузырек должен оставаться там же, где он и был – если так и есть, пункт первый выполнен. В противном случае оператор, пользуясь винтами и другими регулировочными креплениями, должен добиваться того, чтобы пузырек оказался в указанном месте и не смещался.

• Вертикальное положение необходимо выверить по отвесу. Для чистоты эксперимента тот подвешивают в месте, надежно защищенном от сквозняков и ветра, при этом инструмент должен быть тяжелым, чтобы минимально поддаваться любым внешним факторам. Нивелир устанавливают на расстоянии 20-25 метров от подвешенного отвеса и сверяют его положение с вертикальной нитью сетки. Если наблюдается отклонение хотя бы на 0,5 мм, агрегат требует последующей настройки.

Кроме этого, следует придерживаться некоторых других правил в работе с инструментом. Существуют две основные тактики работы с агрегатом – так называемые способы работы «вперед» и «из середины». В первом случае нивелир устанавливается в некой начальной точке, измеряется его высота над уровнем пола, и уже на основании этих показателей делаются выводы о перепаде высот в пределах площадки. Второй метод встречается несколько чаще, суть его состоит в том, чтобы расположить прибор посредине между двумя точками, каждую из которых следует оценить.

Установка штатива

В большинстве случаев следует пользоваться способом измерения «из середины», потому штатив устанавливают на примерно одинаковом расстоянии от крайних точек линии. Винты на ножках могут быть раздвинуты на любую ширину, за счет чего оператор может выбирать высоту расположения прибора – этот момент важен для удобства персонала, а значит, влияет на качество измерений.

Найдя удобную высоту, винты закручивают, фиксируя треногу в выбранном положении, и только после этого на головку штатива крепят сам нивелир. Положение ножек треноги зависит от особенностей рельефа, а вот головка должна располагаться горизонтально – для этого ее можно регулировать с помощью винтов, сверяясь по уровню прибора.

Монтаж и калибровка нивелира

Процесс монтажа обычно интуитивно понятен – на трегере есть специальный крепежный винт, с помощью которого агрегат надежно фиксируется на подставке. После этого оператор обязан еще раз убедиться, что сам нивелир находится в строго горизонтальном положении во всех плоскостях, добившись выполнения главного геометрического условия. Перед началом работы нужно перепроверить правильность работы всей оптики и повторно убедиться в том, что положение инструмента является идеально выверенным. Начинать нивелирование без такой меры предосторожности категорически запрещено.

Фокусировка оптико-механического узла

Правильная фокусировка – это половина успеха в подобных измерениях. Сначала нужно убедиться, что агрегат пребывает в горизонтальном положении: руководя подъемными винтами, оператор должен отыскать такое положение встроенного уровня, при котором пузырек уровня оказался бы точно посредине, и зафиксировать это положение.

Далее нужно сфокусировать оптику, для этой цели подходит любая вертикальная поверхность поблизости. На нее наводят зрительную трубу и проворачивают окулярное кольцо до тех пор, пока не будет достигнута четкая видимость сетки. После этого нивелир переводится на рейку и при помощи специального винта для фокусировки настраивают еще и видимость шкалы.

Еще одна важная задача – отцентрировать нивелир. Для этого его устанавливают в начальной точке линии, как это было бы при способе работы «вперед». Винты крепления ослабляют до тех пор, пока оператор будет искать положение инструмента, в котором он будет отрегулирован точно по положению вертикально свисающего отвеса. После этого надо аккуратно затянуть винты, постоянно проверяя, не сбивается ли положение инструмента от деятельности оператора.

Измерение и фиксация данных

Установка нивелира для работы «из середины» обычно показывает более точные результаты, поэтому по возможности следует отдать предпочтение именно такому способу. Отыскав среднюю точку между двумя крайними и подготовив инструмент по вышеописанной инструкции, в точке устанавливают мерную рейку, которая должна совпадать с вертикалью на визирной сетке.

Нивелир последовательно устанавливается с обеих сторон от установленной мерной рейки, показания снимаются в обоих направлениях – это позволяет минимизировать вероятность ошибки. Результаты измерения необходимо записать тут же после их снятия, при вышеописанном двустороннем измерении итоговым результатом считается среднее арифметическое.

О том, как правильно пользоваться нивелиром, смотрите в следующем видео.

для чего нужен электронный строительный нивелир? Принцип работы и виды. Что измеряет? Особенности цифрового и геодезического нивелиров, для строительства дома. Как выбрать?

Один из главных принципов строительства заключается в том, что основа сооружения, будь то фундамент или пол, должна быть горизонтально ровной. Если не соблюдать это правило, не может быть и речи об установке той же мебели, а вся конструкция может рухнуть, если при расчетах проектировщики отталкивались от ровной поверхности, которой нет. Чтобы избежать ошибок еще на этапе проектирования и правильно представлять себе рельеф местности, используется специальный геодезический прибор – нивелир.

Устройство

По сути, современный нивелир – это не один прибор, а их группа, в которой каждый механизм позволяет добиться поставленной цели, но делает это разными способами. Соответственно, внутреннее строение агрегата тоже существенно отличается.

Простейший нивелир, который можно считать классическим, представляет собой сочетание нескольких простейших строительных инструментов. В его основе лежат обыкновенный пузырьковый уровень, увеличительная («подзорная») труба и визирная ось. При такой конструкции, безусловно, важную роль играет точность зрения оператора, ведь прибор сам по себе ничего не измеряет, он лишь позволяет «измерить уровнем» особенности ландшафта или строения.

Современные модели нивелиров имеют дополнительные функции, но у оптического варианта их нет, потому он часто используется в комбинации с другими строительными инструментами – сантиметровой рейкой и нитяным дальномером.

Цифровые технологии были придуманы для того, чтобы исключить человеческие ошибки, а цифровые нивелиры, соответственно, практически все делают за своего оператора – тому остается только направить инструмент на измеряемые поверхности. При этом устройство аппарата примерно то же, что и у его оптического «коллеги», только вся информация собирается самим прибором и выводится на экран.

На сегодняшний день наиболее популярной считается третья разновидность нивелиров – лазерные. Агрегат имеет коллиматорный прицел – примерно такой же, как на современном оружии. Нивелирование осуществляется на основе отклонений, наблюдаемых в направлении луча, который для работы в помещениях обычно делается красным, а для уличных изысканий – зеленым.

Любой нивелир устанавливается на штатив, который позволяет добиться определенной устойчивости прибора даже в условиях полного отсутствия строго горизонтальных поверхностей. В большинстве случаев штативы изготавливают из алюминия, который одновременно легок и очень прочен. В качестве альтернативы может быть использована древесина, которая дороже и почти всегда тяжелее, зато не гнется и гарантирует максимальную устойчивость.

Компактные штативы для бытового использования могут производиться из стеклопластика, тогда как роль выбора материала для корпуса самого агрегата уже не столь принципиальна – обычно нужно прочное и надежное вещество, которым оказывается особый пластик или металл. То же самое касается и крепежных элементов.

Сам по себе нивелир нельзя назвать слишком уж тяжелым – в зависимости от модели и использованных для изготовления материалов его вес может колебаться от 400 граммов до 2 килограммов. Для оптического прибора нормой можно считать вес примерно в 1,2-1,7 кг, но важно не забывать, что механизм практически бесполезен без идущей в комплекте треноги, а значит, суммарный вес конструкции легко может достигнуть пяти и более килограммов.

Раз речь зашла о массе устройства, назовем и примерные габариты для оптических изделий: 12-20 см в длину, 11-14 см в ширину и 12-22 см в высоту. Что касается цифровых устройств, то их размеры зависят еще и от диагонали экрана, которая у некоторых образцов достойно конкурирует с диагональю модных смартфонов.

Принцип работы

Оптические нивелиры, которые еще называют оптико-механическими, сегодня все еще встречаются на некоторых площадках, но понемногу выходят из обращения по двум причинам: во-первых, они не защищают от возможной ошибки оператора, во-вторых, требуют сразу двух человек для обслуживания. Оператор может отследить разницу уровней через зрительную трубу – в нее проходит луч света, тогда как сама труба вращается в горизонтальной плоскости. Второй человек нужен для того, чтобы держать мерную рейку, пока первый снимает показания.

Настраивать оптический нивелир приходится самим рабочим и это еще один риск для точности результата.

С лазерным нивелиром работать заметно проще хотя бы потому, что из него выходит видимый человеческим глазом цветной луч, который заменяет собой воображаемую линию в оптическом агрегате. Благодаря такому принципу организации работы любое отклонение луча от прямой линии, если оно вдруг случилось из-за отражающей способности поверхности, будет бросаться в глаза.

Большинство современных лазерных нивелиров умеют даже больше – при необходимости они проецируют на поверхность вертикальные и горизонтальные линии, строят углы и так далее. Некоторые модели допускают еще и удаленное управление – такой агрегат может обслуживаться одним человеком на площадке при условии работы с напарником.

Цифровой нивелир тоже является либо оптико-механическим, либо лазерным, вот только работа с ним существенно компьютеризована. Конструкция предполагает наличие собственного процессора и памяти, в этом случае сам прибор выступает напарником для своего оператора – второй человек для его использования не нужен. Бортовой компьютер агрегата позволяет точнее оценить перепады и правильнее оценить геодезическую картину, кроме того, он наглядно подает всю собранную (и уже просчитанную) информацию на специальный экран.

Помимо прочего, устройство умеет еще и запоминать те данные, которые оно зафиксировало, что для моделирования и проектирования очень удобно. Весь принцип работы такого нивелира построен на современных технологиях: даже деления на рейке нанесены в виде штрих-кода, чтобы компьютер мог их считывать автоматически.

Для чего нужен?

Основной задачей для процесса нивелирования является сравнение видимых поверхностей будущей стройплощадки для определения присутствия наклона или других неровностей. Устройство измеряет разности уровня между двумя поверхностями и позволяет составить адекватное представление о том, как выглядит рельеф – следовательно, полученные данные можно использовать либо для идеального выравнивания площадки, либо для того, чтобы эти самые неровности использовать.

Нивелиры используются в следующих случаях:

• для правильного составления проектов любого рода, подробных геодезических карт и планов высокой точности;
• для монтажа любых технических конструкций, будь то опоры линии электропередач или канализация, меняемая в процессе ремонта квартиры;
• для декоративного или имеющего любую другую цель выравнивания больших площадей, например, для строительства детских или спортивных площадок;
• для прогнозирования вероятного оседания того или иного строения, а также адекватной оценки масштабов происходящего и принятия мер во избежание обрушения;
• для монтажа в процессе строительства или ремонта дома конструкций, для которых традиционно необходим ровный горизонт – к таковым относятся полы, потолки и некоторые другие поверхности.

Большинство сложных моделей нивелиров являются редкой и очень дорогой техникой, доверяемой только специалистам самого высокого уровня, а вот более простые модели, служащие для бытового ремонта помещений, можно встретить у любого мужчины «с руками». Такие агрегаты чаще всего называют лазерными уровнями и их применение в быту весьма широко – без них крайне сложно правильно разметить углы или ровно уложить кафель и другие подобные отделочные материалы.

Если относиться к задаче с максимальной ответственностью, то даже для поклейки обоев такой прибор необходим – толстые разновидности полотен клеятся только встык, а потому нуждаются в идеальной вертикали стыков.

Нивелир с компенсатором пригодится также электрику, которому в процессе монтажа элементов электрической сети (выключателей, розеток, предохранителей) желательно выдерживать единый уровень для всех них.

Виды

Выше мы уже поверхностно прошлись по основным разновидностям подобного оборудования, однако такая его классификация оказалась бы слишком уж поверхностной – из-за многочисленных решаемых задач и разнообразия способов их решения подобные агрегаты делятся на куда большее количество типов. Стоит хотя бы немного внимания уделить каждому отдельному типу, отталкиваясь от того, к какому основному классу он принадлежит.

Электронный (цифровой)

Современные модели, как было сказано выше, выделены в отдельный класс скорее по дополнительным признакам в виде способности отображать и анализировать полученную информацию. При этом цифровой нивелир все равно относится к оптико-механическим либо лазерным и различить их весьма просто – у лазерного будет видимый луч, тогда как оптический агрегат будет производить свои вычисления без каких-либо видимых очертаний на стенах.

Практически всегда такой строительный инструмент следует считать профессиональным и даже промышленным – это очень дорогой прибор, который любитель просто не сможет себе позволить.

Особо детальной классификации цифровых нивелиров пока не существует по тем причинам, что они, во-первых, пока представлены небольшим количеством моделей, во-вторых, могут отличаться массой характеристик. Из классификации по собственным способностям стоит упомянуть только критерий точности. Но в большинстве случаев дорогая аппаратура демонстрирует способность нивелировать поверхности очень точно.

В остальном отличия касаются преимущественно сравнения бортовых компьютеров: в частности, оцениваются мощность процессора, способность программного обеспечения проводить различные вычисления, объем памяти для запоминания собранных сведений и результатов вычислений.

Лазерный

Такой тип геодезических приборов в плане классификации уже куда более разнообразен, отличия могут заключаться даже в ключевом аспекте – принципе работы. У позиционных моделей лазерный луч, излучаемый прибором, у своего основания проходит сквозь особую призму, тогда как у ротационного вместо призмы используется специальная линза.

Именно ротационный вариант считается куда более пригодным для выполнения более сложных задач – как минимум он позволяет проводить круговые измерения на 360 градусов, чего не получится сделать с позиционным агрегатом, а еще он обеспечивает повышенную дальность излучения видимого луча и имеет дополнительные полезные функции.

Существует также несколько условное деление на бытовые и профессиональные лазерные нивелиры, которое не имеет четких границ – разница заключается в количестве тех же дополнительных функций и качестве сборки, причем оба сравнения, конечно же, в пользу профессиональных моделей. В первую очередь адекватный нивелир должен быть защищен от проникновения в корпус влаги и пыли, и если для бытовой модели эта характеристика просто желанная и свидетельствует об ответственном отношении производителя к своей работе, то для профессиональных нивелиров это обязательная черта, без которой в такую категорию просто не попасть.

Профи-агрегат не только дает более точные результаты, но и помогает своему оператору в процессе настройки – специальная функция самовыравнивания инструмента гарантирует, что хотя бы сам он установлен ровно, а значит, минимизируется риск ошибки или безответственности оператора. Кроме того, профессиональные модели нередко оснащены приемником луча – с таким дополнительным узлом существенно возрастает как дальность измерений, так и их точность.

Что же касается наиболее функциональных разновидностей профессиональных лазерных нивелиров, то они предполагают еще и проецирование сетки на любую поверхность, возможность визуального построения углов и даже функцию удаленного управления, чтобы для второго рабочего отпадала необходимость выезжать на объект.

Лазерные нивелиры отличаются еще и по цвету испускаемого луча, но это вовсе не дизайнерская прихоть. Общепринято, что модели с зеленым лучом создаются специально для работы в условиях открытого пространства, поскольку волны зеленого цвета весьма устойчивы и способны без искажений проходить расстояние более километра, обеспечивая высокую точность измерений. Зеленый цвет хорошо фиксируется человеческим глазом, но может быть потерян в траве, особенно при ярком солнечном свете.

Нивелиры с красным лучом куда чаще используются в условиях помещения, эффективная дальность действия никогда не превышает показатель в 500 метров, но этот момент нужно уточнять для каждой отдельной модели – простенькие агрегаты и вовсе могут работать всего лишь на 10 метров.

Лазерный агрегат, как и цифровой, требует источника питания – хоть такой прибор и не умеет проводить самостоятельные вычисления, зато он обеспечивает визуализацию луча. Типичным решением для нивелира является наличие аккумулятора, нуждающегося в периодической зарядке. Сам аккумулятор может быть как съемным, так и несъемным – первый вариант хорош тем, что теоретически его можно заменить в случае поломки, второй же, как предполагается, изначально более надежный и долговечный, хотя сильно полагаться на это не стоит. Если же речь идет о небольшом и простом нивелире, способном поместиться в карман, не стоит удивляться, если он работает от обыкновенных батареек.

Изредка попадаются еще и сетевые нивелиры, но они по понятным причинам не очень востребованы и в принципе могут быть использованы разве что в условиях помещения.

Оптический

Оптико-механический нивелир представляет собой настолько простую конструкцию, что масштабно классифицировать его просто не получится – радикальных различий между моделями обычно не наблюдается. Единственное, на что стоит обратить внимание – это степень точности, которая обозначена специальными терминами.

Например, увидев оптический прибор технической степени точности, не спешите очаровываться – техника здесь отнюдь не тонкая, таким названием создатели замаскировали механизм, годящийся для решения лишь самых простых задач. Что касается по-настоящему полезных агрегатов, то с их качеством все понятно сразу же – они называются точными и высокоточными, причем во втором случае это не просто красивая формулировка, а вполне реальная разница в точности.

Производители и обзор моделей

Как и в случае со многими другими приборами, неопытному потребителю зачастую проще выбрать потенциальную покупку по критерию известной и востребованной марки, нежели самым детальным образом вникать в технические характеристики и искать многочисленные отзывы. Если вы хотите приобрести простейший оптический нивелир, то это вам вряд ли понадобится – они отличаются между собой разве что мелочами.

В случае с покупкой дорогой цифровой техники на одну лишь марку не стоит полагаться хотя бы потому, что прибор покупается для сложной постоянной работы и должен выбираться профессионалом. Совсем другое дело, если вы берете лазерный нивелир среднего уровня, который не будет применяться для выполнения предельно сложных вычислений, но все же должен быть качественным и хорошим – в этом случае критерий производителя и конкретной модели вполне может сработать.

Рассмотрим несколько наиболее популярных моделей.

• KaiTian 5 Lines 6 Points считается одним из лучших нивелиров для нивелирования на 360 градусов. Агрегат работает до 10 часов от батареи, а может быть включен в сеть. Из-за того, что он свободно вращается во все стороны, его можно не переставлять в процессе работы, устройство активно используется даже профессионалами.

Несмотря на некоторую громоздкость, это максимально функциональная модель.

• «Ермак 659-023» отечественного производства может считаться лидером в условиях работы на улице. При 25-метровом луче такой прибор отличается удобной компактностью и способностью функционировать в любых погодных условиях, кроме того, отечественное происхождение механизма положительно сказалось на его стоимости. Из минусов стоит выделить непродолжительную автономную работу (не более 3 часов) и актуальность только для небольших проектов.

• Bosch PLL 360 Set – представитель одного из наиболее известных брендов разноплановой (в том числе и строительной) аппаратуры, один из лучших линейных нивелиров. Имя фирмы в данном случае – это не пустой звук, потому что точность измерений в среднем заметно выше, чем у любых других аналогичных агрегатов. Из числа плюсов стоит выделить также способность вращаться на 360 градусов. К сожалению, есть и определенные ограничения: во-первых, это прибор сугубо для небольших помещений, ведь дальность луча тут всего 20 метров, во-вторых, при необходимости замены аккумулятора нужно брать деталь того же производителя – аналоги того же размера не подойдут.

• Condtrol xliner combo set считается топовым нивелиром для профессионалов, поскольку заодно выполняет еще и функции отвеса и осепостроителя. Отзывы свидетельствуют, что это универсальная машина для измерений любого рода. Производитель позаботился о том, чтобы потребитель ни в чем не нуждался – комплектация здесь тоже на высочайшем уровне. Кроме того, агрегат приспособлен для работы в экстремальных условиях – ему не страшны даже суровые русские зимы.

Придраться у этой модели было бы совершенно не к чему, если бы высочайшее качество не стоило так много, хотя подобная затрата, конечно, окупится в руках специалиста.

• Kapro 895 All Lines называют в числе лучших лазерных нивелиров среди тех моделей, что оборудованы еще и отвесом. Это прекрасный инструмент для будущего ремонта квартиры – он предлагает много вертикалей, благодаря чему отделка и монтаж розеток будут выглядеть идеально выверенными. Наличие отвеса и возможности вращения на 360 градусов позволяют быстро разметить все помещение без перестановки конструкции. Последнее очень актуально, ведь агрегат большой и тяжелый. Будущему владельцу он, кстати, влетит в копеечку.

Как выбрать?

Нивелир – инструмент крайне важный, от его показаний сильно зависит способность здания (или даже ремонта внутри него) продержаться как можно дольше, а уж неправильные измерения даже могут привести к катастрофе.

Следовательно, нивелир нужно подбирать с умом – чтобы вложиться в бюджет, добиться нормального качества и при этом не переплатить за ненужное.

Одна из важных ошибок большинства неопытных потребителей – стремление приобрести максимально качественный и мощный прибор. В бытовых условиях агрегат обычно нужен только для ремонта внутри помещений, а значит, вам уже не следует ориентироваться на большую длину луча, и подойдет даже недорогая модель. Кроме того, в помещениях, которые в условиях среднестатистической отечественной квартиры сильно большими не бывают, угловые погрешности обычно не зашкаливают, так что гнаться за выдающейся точностью тоже не нужно – пусть этим занимаются строители масштабных объектов.

По сути, при выборе оптического нивелира бытового уровня вы должны всего лишь осмотреть его на предмет наличия повреждений корпуса, а также сверить правильность работы встроенного уровня по любому другому уровню – вот и весь выбор.

Другое дело, если вы активно занимаетесь строительством, в том числе и на открытой местности, и понимаете, что покупка хотя бы полупрофессионального прибора обязательна. Тут разбег по качеству и характеристикам уже куда серьезнее, потому важно приобрести хороший нивелир, который не подведет и будет обладать всем необходимым функционалом.

Обратите внимание на следующие критерии при выборе дорогого оборудования.

• Наличие дополнительных лучей. Самый простой прибор обеспечивает их всего два – по одному на вертикаль и горизонталь. Дополнительные лучи исходят из источников по бокам от основного корпуса, благодаря им можно построить простую сетку, которая составит понятие о рельефе поверхности быстро и эффективно.

• Дальность свечения. Неопытные потребители, возможно, слышали о том, что лазерный луч на самом деле бьет несколько дальше, нежели это написано в спецификациях для каждой конкретной модели. Это действительно так, но у светового излучения есть свойство постепенно расширяться в стороны, потому даже узкая лазерная точка на большом расстоянии начинает расплываться.

Превысив расстояние, указанное в инструкции, вы, возможно, и увидите нужную вам сетку, но производитель уже не отвечает за ее правильную прорисовку.

• Система самовыравнивания. Точные измерения возможны лишь в том случае, если нивелир установлен идеально ровно. Добиться этого можно и вручную, но именно возня с предварительной настройкой делает работу оператора сложной, кропотливой и медленной.

Если агрегат умеет выравниваться самостоятельно, это сэкономит ваше время и нервы, а также повысит точность нивелирования.

• Угол развертки лучей. По утверждению большинства профессионалов, показатель в 110-130 градусов можно считать идеальным.

• Источник питания. Практика показывает, что для источника питания в нивелире важна даже не столько способность долго работать, сколько предельная простота, позволяющая в любой момент заменить эту деталь – такая особенность делает прибор едва ли не вечным. Если для большинства других инструментов батарейки в качестве основного источника питания не очень желательны, то для нивелира, потребляющего мало энергии, они подходят – лишь бы они относились к повсеместно доступному стандарту.

• Необходимые аксессуары. Сам по себе нивелир бесполезен – как минимум ему нужен еще и штатив, а также некоторые другие приспособления. Хорошо, если производитель позаботился о том, чтобы собрать для вас полный комплект – так вы и денег сэкономите на оптовой покупке, и получите стопроцентную уверенность в полной совместимости всех элементов. Помимо штатива, полезным дополнением к набору могут стать защитные лазерные очки – они и зрение оберегают, и позволяют лучше видеть луч в условиях плохой погоды. Не обойтись также без различных фиксаторов в виде прищепок или магнитных креплений.

Необязательно выбирать агрегат с наиболее щедрой комплектацией – некоторые комплектующие могут никогда в жизни вам не понадобиться, но по отдельности покупка такого же набора точно обойдется дороже.

• Особенности корпуса. Если вы берете дорогую и очень тонкую технику, важно выбрать такую модель, которая максимально защищена от любых неприятностей. Маркировка IP54 считается лучшей в своем роде – нивелир такого класса не боится ни пыли, ни влаги, он может работать на пыльной строительной площадке даже в дождь. Заботливые производители выполняют дорогие модели в противоударном корпусе, да еще и с демпферными накладками – в случае падения агрегата такие его характеристики сильно повышают шанс прибора на выживание. Идеальным будет исполнение с внутренними амортизаторами – с ними ценная электроника точно останется в порядке.

Правила эксплуатации

Нивелир необходим для правильного нивелирования площадки, но от него не будет никакого толку, если не использовать его правильно. Одно из обязательных условий, которые необходимо соблюдать, – это так называемое главное геометрическое условие нивелира. Описать его можно несколькими простыми тезисами.

• Горизонтальное положение должно быть строго выверено по пузырьковому уровню. Установив прибор на треногу, его направляют в одну сторону и с помощью винтов выравнивают так, чтобы пузырек воздуха находился точно в нуль-пункте. После этого зрительную трубу вместе с уровнем разворачивают на 180 градусов, и пузырек должен оставаться там же, где он и был – если так и есть, пункт первый выполнен. В противном случае оператор, пользуясь винтами и другими регулировочными креплениями, должен добиваться того, чтобы пузырек оказался в указанном месте и не смещался.

• Вертикальное положение необходимо выверить по отвесу. Для чистоты эксперимента тот подвешивают в месте, надежно защищенном от сквозняков и ветра, при этом инструмент должен быть тяжелым, чтобы минимально поддаваться любым внешним факторам. Нивелир устанавливают на расстоянии 20-25 метров от подвешенного отвеса и сверяют его положение с вертикальной нитью сетки. Если наблюдается отклонение хотя бы на 0,5 мм, агрегат требует последующей настройки.

Кроме этого, следует придерживаться некоторых других правил в работе с инструментом. Существуют две основные тактики работы с агрегатом – так называемые способы работы «вперед» и «из середины». В первом случае нивелир устанавливается в некой начальной точке, измеряется его высота над уровнем пола, и уже на основании этих показателей делаются выводы о перепаде высот в пределах площадки. Второй метод встречается несколько чаще, суть его состоит в том, чтобы расположить прибор посредине между двумя точками, каждую из которых следует оценить.

Установка штатива

В большинстве случаев следует пользоваться способом измерения «из середины», потому штатив устанавливают на примерно одинаковом расстоянии от крайних точек линии. Винты на ножках могут быть раздвинуты на любую ширину, за счет чего оператор может выбирать высоту расположения прибора – этот момент важен для удобства персонала, а значит, влияет на качество измерений.

Найдя удобную высоту, винты закручивают, фиксируя треногу в выбранном положении, и только после этого на головку штатива крепят сам нивелир. Положение ножек треноги зависит от особенностей рельефа, а вот головка должна располагаться горизонтально – для этого ее можно регулировать с помощью винтов, сверяясь по уровню прибора.

Монтаж и калибровка нивелира

Процесс монтажа обычно интуитивно понятен – на трегере есть специальный крепежный винт, с помощью которого агрегат надежно фиксируется на подставке. После этого оператор обязан еще раз убедиться, что сам нивелир находится в строго горизонтальном положении во всех плоскостях, добившись выполнения главного геометрического условия. Перед началом работы нужно перепроверить правильность работы всей оптики и повторно убедиться в том, что положение инструмента является идеально выверенным. Начинать нивелирование без такой меры предосторожности категорически запрещено.

Фокусировка оптико-механического узла

Правильная фокусировка – это половина успеха в подобных измерениях. Сначала нужно убедиться, что агрегат пребывает в горизонтальном положении: руководя подъемными винтами, оператор должен отыскать такое положение встроенного уровня, при котором пузырек уровня оказался бы точно посредине, и зафиксировать это положение.

Далее нужно сфокусировать оптику, для этой цели подходит любая вертикальная поверхность поблизости. На нее наводят зрительную трубу и проворачивают окулярное кольцо до тех пор, пока не будет достигнута четкая видимость сетки. После этого нивелир переводится на рейку и при помощи специального винта для фокусировки настраивают еще и видимость шкалы.

Еще одна важная задача – отцентрировать нивелир. Для этого его устанавливают в начальной точке линии, как это было бы при способе работы «вперед». Винты крепления ослабляют до тех пор, пока оператор будет искать положение инструмента, в котором он будет отрегулирован точно по положению вертикально свисающего отвеса. После этого надо аккуратно затянуть винты, постоянно проверяя, не сбивается ли положение инструмента от деятельности оператора.

Измерение и фиксация данных

Установка нивелира для работы «из середины» обычно показывает более точные результаты, поэтому по возможности следует отдать предпочтение именно такому способу. Отыскав среднюю точку между двумя крайними и подготовив инструмент по вышеописанной инструкции, в точке устанавливают мерную рейку, которая должна совпадать с вертикалью на визирной сетке.

Нивелир последовательно устанавливается с обеих сторон от установленной мерной рейки, показания снимаются в обоих направлениях – это позволяет минимизировать вероятность ошибки. Результаты измерения необходимо записать тут же после их снятия, при вышеописанном двустороннем измерении итоговым результатом считается среднее арифметическое.

О том, как правильно пользоваться нивелиром, смотрите в следующем видео.

Геодезические приборы. Нивелиры и способы нивелирования

1. Лекция №8

Геодезические приборы (часть 2 «Нивелиры и способы
нивелирования»)

2. Определения

Нивелир – прибор, служащий для определения превышений между
точками местности.
Нивелирование – процедура определения превышений между
точками местности при помощи нивелира
2

3. Способы нивелирования

• геометрическое нивелирование (нивелирование горизонтальным
лучом),
• тригонометрическое нивелирование (нивелирование наклонным
лучом),
• барометрическое нивелирование,
• гидростатическое нивелирование и некоторые другие.
3

4. Геометрическое нивелирование

В обозначение отечественных нивелиров входит буква Н и число,
указывающее среднюю квадратическую погрешность измерения
превышения на 1 км двойного хода. Например, Н05, Н1, Н2, Н3,
Н10 – соответственно, 0.5 мм, 1 мм, 2 мм, 3 мм, 10 мм.
Кроме того, в обозначение прибора могут входить дополнительные
буквы и цифры.
2Н10Л – второе поколение нивелира Н10 с лимбом для измерения
горизонтальных углов
К – Наличие у нивелира компенсатора наклона визирной оси
(3Н2КЛ)
4

5. Классы точности нивелиров

Высокоточные (Н05)
Специальные повышенной точности (Н1, Н2)
Точные (Н3) – применяются в сетях III и IV классов
Технические (Н10)
5

6. Устройство нивелира

6

7. Нивелирные рейки

В комплект нивелира входят две нивелирные рейки,
представляющие собой бруски или жёсткие металлические
профилированные полосы с нанесёнными на них делениями
(обычно сантиметровыми или пятимиллиметровыми). Для точного
и технического нивелирования используют деревянные рейки РН-3
и РН-10 с сантиметровыми делениями, нанесёнными с двух сторон,
каждая из которых окрашена в свой цвет (красный и чёрный).
Высокоточное нивелирование выполняют только с использованием
специальных реек типа РН-05 с инварной полосой, на которую
нанесены две смещённые шкалы с делениями 5 мм.
7

8. Виды реек

8

9. Установка нивелира в рабочее положение

Установка нивелира в рабочее положение заключается в установке
для наблюдений зрительной трубы и горизонтировании прибора.
Установка для наблюдения зрительных труб нивелиров
заключается в получении чёткого изображения сетки нитей и
изображения концов цилиндрического уровня.
Горизонтирование заключается в приведении визирной оси
прибора в горизонтальное положение.
9

10. Горизонтирование

Круглый уровень прибора
10

11. Определение превышений нивелиром

11

12. Поверки нивелиров

Условие 1. Ось установочного круглого уровня должна быть параллельна
вертикальной оси вращения нивелира. Либо, ось установочного
цилиндрического уровня должна быть параллельна плоскости горизонта.
Условие 2. Горизонтальная нить сетки нитей должна быть параллельна
плоскости горизонта.
Условие 3. Главное условие нивелира. Визирная ось зрительной трубы должна
быть горизонтальной.
Условие 1 проверяется перед каждой работой в одной смене, либо перед
циклом измерений.
Условие 2 проверяется в тех случаях, когда требуется работа по крайним
частям горизонтальной нити (например, при разбивке горизонтальной
плоскости). Кроме того, это условие дополнительно проверяется после
выполнения поверки по условию 3. В любом случае периодичность поверки
этого условия должна быть не реже одного раза в неделю.
12

13. Дополнение по условию 3

Условие 3 проверяется в следующих случаях:
• перед каждым циклом измерений в начале рабочего дня;
• при необходимости измерений при неравных расстояниях от
нивелира до реек;
• при обнаружении постоянных значительных расхождений в
превышениях на станциях нивелирования из середины;
• после транспортировки прибора;
• после механических ударов по прибору, его падении и др., что
было замечено в процессе выполнения работ.
13

14. Тригонометрическое нивелирование (наклонным лучом)

В тригонометрическом нивелирование превышение определяется
при помощи наклонного визирного луча на местности
непосредственно измеряется вертикальный угол и расстояние
между точками. Точность определения превышения зависит от
точности измерения расстояний.
Применяется при топографических съёмках для создания
съёмочного обоснования и съёмки рельефа, а также при передаче
отметок на большие расстояния.
14

15. Схема и формулы

Для определения превышения между точками А и В надо
точкой А устанавливают прибор таким образом, чтобы его
основная ось проходила через точку А, и при помощи рулетки
измеряют высоту инструмента i. В точку В устанавливают
рейку длиною l. Визируют на верх рейки и измеряют
вертикальный угол v. Если известно горизонтального
проложение d между точками А и В, то можно вычислить
превышение
h’=d tg v
h+l=h’+i
h=h’+i–l=d tg v +i–l
Если горизонтальное проложение d не известно, а измерено наклонное расстояние при помощи нитяного
дальномера, то формула меняется:
h
D
sin 2 i l
2
Для удобства вычисления обычно визируют не на верх рейки, а на высоту инструмента i=l, тогда
превышение вычисляется по формуле:
h dtg
D
sin 2
2
15

16. Барометрическое нивелирование

16

17. Определение превышений

Основано на зависимости атмосферного давления от высоты точки над уровнем моря. Известно, что с увеличением высоты на 10 м давление падает
примерно на 1 мм ртутного столба. Приближенное значение превышения между точками 1 и 2 можно вычислить по формуле:
h = h3 – h2 = ΔH ∙ (P1 – P2),
P1 и P2 – давление в первой и во второй точках;
ΔH – барометрическая ступень (значения ΔH выбирают из специальных таблиц)
Полная формула Лапласа:
h = K0∙(1 + α ∙tm)∙(1 + 0.378.em/Pm)∙ (1 + β∙Cos2φfm)∙(1 + 2/R∙Hm) ∙lg(P1/P2).
В этой формуле:
P1, P2 – давление воздуха на высоте h2 и h3 соответственно
Pm – среднее значение давления
Hm – среднее значение высоты
tm, em – среднее значение температуры и влажности воздуха
fm – среднее значение широты
α – температурный коэффициент объемного расширения воздуха, равный 0.003665 град.–1
β – коэффициент, равный 0.00265
K0 – коэффициент, равный 18400 при некоторых стандартных значениях давления воздуха и силы тяжести.
Сокращённая формула М.В. Певцова:
h = N∙(1 + α∙tm) ∙lg(P1/P2),
где N = 18470, принято: em = 9 мм рт.ст., fm = 55o, Hm = 250 м, Pm = 740 мм рт.ст.
Точность барометрического нивелирования невысока; средняя квадратическая ошибка измерения превышения колеблется от 0.3 м в равнинных районах
до 2 м и более в горных. Основные области применения барометрического нивелирования – геология и геофизика.
17

18. Гидростатическое нивелирование

Основывается на эффекте сообщающихся сосудов
Уровневая поверхность —
Равенство давлений —
18
Принцип работы – уровневая поверхность
Za и Zb – отсчёты от точки подвеса
до уровневой поверхности;
ПРа и ПРб – отсчёты от нулевой
шкалы сосуда. Расположение
нулевой точки зависит от
конструкции.
Sа и Sб – расстояние от точки
подвеса до нулевой шкалы сосуда,
при одинаковых сосудах S1=S2
Превышение – Н = Zb — Za =
= (Sа-ПРб) – (S1-Зпр) = Зпр — Ппр
Принцип работы – равенство давлений
Формула: Р = ƍgh
Р – давление в жидкости
ƍ – плотность жидкости
h – высота столба жидкости
В условиях однородности
жидкости ƍg – const,
соответственно P1h3 = P2h2
Давление в жидкости
пропорционально высоте, на
которой оно измеряется!
Измерение до уровневой
поверхности
Измерение давления
Снятие отсчетов независимо от технологии –
ручное или автоматизированное!

22. Источники ошибок

• Влияние разности температур – зависимость плотности от
температуры.
• Перепад внешнего давления между точками измерения –
создаёт дополнительное внешнее давление на столб жидкости.
• Капиллярность – подъём жидкости в узких сосудах.
• Влияние воздушных пузырьков – маленькие пузырьки могут
объединится в один, что приведет к возникновению грубых
ошибок.
• Вибрация и ритмичные деформации – возможно образование
волны на поверхности и волновое движение воды между
датчиками.

23. Источники ошибок

• Разность нулевого значения – неправильный подвес датчика на
репере или внутренние константы прибора.
• Инородные частицы на поверхности жидкости – влияние на
снятие отсчёта.
• Заполняющая жидкость – есть поправочные коэффициенты на
изменения плотности от температуры
Влияние ошибок может быть уменьшено или полностью
устранено за счет технического решения при проектирование
оборудования и регламента измерения!
FPM Holding GmbH (Германия)
Технические характеристики
•Точность измерений – 0,005 мм
•Среднеквадратическая ошибка всей
измерительной системы – 0,02 мм
•Количество датчиков в одной цепи до 30
•Датчики температуры жидкости и воздуха
•Устойчив к вибрациям:
до 50 Гц амплитуда 55 микрон
до 100 Гц амплитуда 13 микрон
до 200 Гц амплитуда 3 микрон
•Интерфейс – RS485, USB 1.1, RJ45*
•Работа в режиме 24 на 7 при редком
сервисном обслуживании
•Степень защиты: IP 54
•Рабочая температура: от -10 до +60 ºС
220 в
RS 485
LAN
RJ45
ИБП
Δ H= ± 15 мм
Воздушный шланг
Водяной шланг
Применение — Турбины
Применение – Опоры мостов
Применение – Фундаменты
29

Оптические нивелиры

Оптический нивелир – прибор, служащий для определения разности высот (превышений) между точками, с помощью горизонтального луча визирования и с использованием нивелирных реек. 
Нивелиры бывают двух типов: с компенсатором или с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе. В основном, все оптические нивелиры, выпускаемые в настоящее время, оснащены компенсатором – устройством для автоматической установки визирной оси зрительной трубы в горизонтальное положение при небольших наклонах самого нивелира (характеристика — диапазон работы компенсатора). Нивелиры выпускаются с компенсаторами, имеющими воздушный или магнитный демпфер. 
В зависимости от требований к точности, нивелиры подразделяются на три группы: высокоточные, точные и технические. Точность оптического нивелира определяется средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода.

Цены на оптические нивелиры тут

Средства измерений и приборы — ООО «Нижегородстройдиагностика»

Оптический нивелир Sokkia B40-35 — Подбор геодезического оборудования

Производитель: Sokkia

Геодезическое прибостроение развивается огромными темпами, однако оптические нивелиры продолжают пользоваться спросом у геодезистов всего мира. Практически все ведущие производители геодезических инструментов продолжают выпускать эти приборы в той или иной модификации. Высокоточные автоматические нивелиры Sokkia B40 – это новая серия нивелиров с повышенной пыле- и влагозащитой. Эти приборы идеально подходят для выполнения самого широкого спектра работ. Данный инструмент компания Sokkia относит к классу точных нивелиров. Таким образом, оптический нивелир SOKKIA B40 превосходно подойдет для выполнения нивелирования III и IV класса, отлично справится с любыми задачами нивелирования на строительной площадке, пригодится при выполнении различных отделочных, инженерно-геодезических, маркшейдерских работ.

Оптический нивелир Sokkia B40 сочетает в себе как технологии, проверенные годами, так и самые последние достижения современного точного приборостроения. В нивелире SOKKIA B40 используется компенсатор с магнитным демпфером, служащий для автоматического удержания оси прибора в горизонтальном положении. Это значительно повышает достоверность измерений, сокращает время проведения работ, облегчает труд оператора. Специальная конструкция системы креплений компенсатора повышает его надежность, и позволяет спокойно производить измерения даже в условиях постоянных вибраций на строительной площадке или при воздействии внезапных порывов ветра.

Зрительная труба нивелира SOKKIA B40 оснащена фирменной просветленной оптикой. Оптика прибора не запотевает при резком изменении температуры, что позволяет полностью сконцентрироваться на выполнении работ. Благодаря отсутствию в приборе электронных элементов, нивелир SOKKIA B40 способен работать при температуре от -40°С до +50°С, и полностью энергонезависим.

Оптический нивелир Sokkia B40 в отличие от своих предшественников имеет прямое изображение и 24-х кратное увеличение, позволяя с легкостью производить измерения на достаточно большом удалении, снижая постоянное напряжение зрения. При помощи закрытого горизонтального лимба нивелиром Sokia B40 можно производить трассировку направлений. Отдельно стоит отметить конструкцию «бесконечных» наводящих винтов, повышающих скорость работы с прибором. Средняя квадратическая ошибка измерения превышений нивелиром Sokkia B40 составляет всего 2 мм.

Нивелир SOKKIA B40 способен производить измерения на расстоянии 20 сантиметров, что позволяет использовать его при работе внутри небольших помещений, тоннелях или шахтах. Прочный и надежный корпус прибора выполнен из композитного материала, способного выдерживать удары, падения, а также превосходно защищающего от негативного воздействия пыли и влаги. Класс защиты Sokkia B40 — IP66.

что это такое и в чем разница между инструментами, как произвести точные измерения углов

Статья о теодолите, описание геодезического прибора, характеристики теодолита и несколько приемов работы с теодолитом.

Измерять вертикальные и горизонтальные углы можно прибором теодолит, устройство которого состоит из таких элементов:

Горизонтального круга, который, в свою очередь, включает в себя два независимых круга — алидады — отсчетного устройства;

Лимба с делениями и зрительной трубы, одним своим концом зафиксированной с вертикальным кругом и способной вращаться вокруг вертикальной оси.

Применение и его особенности

В основном теодолит применяется в геодезии, строительстве, астрономии. И даже появление оборудования, позволяющего получать максимально точные результаты не позволяет специалистам отказаться от его использования. Помощь теодолита, позволяющего получить довольно точные результаты, незаменима при разметке профилей дорожного полотна, контуров строений, расстояний между объектами и пространственных углов между ними. Иногда теодолиты используются в лесном хозяйстве, мелиорации. Особая роль отводится прибору при проведении оценки состояния старых строений: он позволяет выявить возможную деформацию строения, а также влияние на данный разрушительный процесс как веса здания, так и природный явлений.

Теодолит — один из первых приборов, с которым строители, а до них и геодезисты, приходят на строительную площадку. На начальной стадии ведения работ и возведения фундамента, он используется для определения рельефа, оценки его наклона. Именно при помощи теодолита гарантируется строгая вертикаль высотных конструкций.

Теодолиты незаменимы для выполнения расчетов и различных измерений при строительстве туннелей, шахт, мостов и т.д. Современные устройства с лазерным лучом могут использоваться даже в условиях слабой освещенности, позволяют в более краткие сроки провести целый комплекс самых разных измерений с высокой точностью результата.

Устройство и его характеристики

Цилиндрический уровень и верньеры теодолита используются для приведения оси алидады в вертикальное положение, в тоже время лимб устанавливается в горизонтальное. Всего в приборе используются два вида винтов: закрепительные или зажимные, наводящие или микрометренные. И именно для соединения неподвижный частей теодолита с подвижными и используются закрепительные винты. А наводящие винты обеспечивают плавное вращение скрепленным им частям прибора.

В теодолитах используются чаще всего астрономические зрительные трубки, с помощью которых получают перевернутое (или обратное) изображение. В приборах нового поколения на место им иногда приходят трубки прямого изображения — земные. Зрительная трубка характеризуется следующими параметрами:

Полем зрения;

Разрешающей способностью;

Увеличением;

Относительной яркостью.

Как проводятся измерения с использованием теодолита

За положение плоскостей и осей прибора отвечают уровни: круглый — для обычной установки, а цилиндрический, в виде стеклянной трубки в форме бочкообразного сосуда внутри, служит для точной. Для цилиндрического уровня используется такая характеристика как пузырек. Для цилиндрических уровней нормой является пузырек размером в треть трубки, при условии температуры окружающей среды 20°C. Для измерения длины пузырька используется шкала, нанесенная на уровень, одно деление которой составляет 2 мм.

Ноль пункт или середина уровня, не указывается, но его легко найти по симметрично расположенным штрихам шкалы в обе стороны от центра. Ноль пункт служит и для определения оси уровня: касательная, которая проходит через него по длине уровня и служит для этого. Совпадение с ноль-пунктом середины пузырька показывает горизонтальное положение теодолита, а если пузырек смещается на деление, наклоняется и ось уровня на соответствующий угол, величина которого является ценой деления. Следовательно, более точным является тот прибор, у которого цена деления уровня меньше.

Для отсчетов служат микроскопы (шкаловой или штриховой), а также оптический микрометр, но до начала отсчета определяется цена деления лимба.

Классификация, основные моменты

Несмотря на то что устройство теодолита принципиально не отличается друг от друга, они вполне поддаются классификации. За основу классификации принимаются следующие параметры:

Точность;

Конструктивные особенности;

Способы отсчетов по лимбу;

Предназначение.

По первому параметру, например, теодолиты бывают высокоточные, точные и технические, а по своей конструкции — простыми и повторительными. Повторительные теодолиты отличаются от простых следующей особенностью: возможностью совместного и/или раздельного вращения. Такая конструкция позволяет измерять угол неоднократно, методом откладывания на лимбе нескольких его значений.

Кроме того, теодолиты бывают механическими и электронными. У первых используется оптический метод для проведения измерений, а у электронных устройств — лазер.

Так как теодолит является сложным техническим устройством это накладывает некоторые требования в уходе и подготовке к работе. До того, как приступить к измерениям, кроме общего осмотра состояния прибора в целом, необходимо проверить ампулы уровней и, особенно, его оптические поверхности. Далее проводится оценка качества вращения алидады, отсчетных, зажимных устройств, окуляров и, конечно, зрительной трубки.

Как и многие измерительные устройства или приборы, теодолиту необходимо регулярное проведение поверок, целью которых является соответствие в нем точного взаиморасположение всех осей.

Эксплуатация теодолита также имеет некоторые особенности и ограничения. Он не должен подвергаться влиянию прямых солнечных лучей или атмосферных осадков. При резкой смене температурного режима, рекомендуется некоторое время поддержать устройство в футляре с целью стабилизации температуры. Если прибор необходимо перенести на какое-то расстояние, то следует делать исключительно в вертикальном положении и предварительно следует проверить правильность и надежность его фиксации в футляре. Так как прибор требует периодической чистки, то эту работу следует выполнять после того, как освоены определенные знания и особенно навыки для этого. В ином случае — лучше доверить эту работу специалистам.

Некоторые приемы при работе с теодолитом

С помощью теодолита даже неспециалисту вполне возможно выполнить простые измерения, но выполнение сложных требует специальных знаний, а иногда и дополнительного оборудования для проведения исследований и получения максимально точных результатов.

Целью измерений, проводимых с помощью теодолита, является получение неизвестных данных высот или координат, а в качестве исходных данных для этого используются значения и данные об известных координатах и точках. Естественно, сначала прибор должен быть установлен в рабочее состояние на специальном штативе прямо над точкой, данные о которой известны. Далее выполняется так называемое центрирование устройства, заключающееся в том, чтобы устройство над точкой было установлено строго по горизонтали.

Следующий шаг — непосредственное выполнение измерений и получение результатов. Рекомендуется, для полного исключения ошибки, измерения и вычисления выполнять несколько раз и выводить среднеарифметическое значение.

В зависимости от стоящих задач, выбирается и способ съемки теодолитом: метод створов и перпендикуляров (является основным в строительстве, особенно на этапе планирования территории) и полярный.



Основные рабочие инструменты маркшейдера — измерительные приборы, к которым относятся, в первую очередь, нивелир, теодолит и тахеометр.
Все эти приборы предназначены для измерения углов и расстояний, иногда — для измерения азимута (угла между плоскостью меридиана Земли и направлением).
Функциональные и конструктивные особенности этих приборов могут отличаться — научно-технический прогресс наложил отпечаток и на совершенствование измерительной техники самого высокого уровня, однако принципы их работы и назначение изменились мало за прошедшие десятилетия и даже столетия.

Следует отметить, что по функциональным возможностям наиболее простым прибором является нивелир — он предназначен, в основном, для измерения вертикальных углов.
Следующим по сложности измерительным прибором геодезии и маркшейдерского дела является теодолит. Его функционал дополнен возможностью измерения и горизонтальных, и вертикальных углов.
Наиболее универсальным и функциональным прибором, вобравшим все возможности нивелира, теодолита и дальномера, является тахеометр. С помощью современных тахеометров можно измерять не только угловые, но и линейные величины, т. е. расстояние до объектов, что значительно упрощает съемки и расчеты. Если же тахеометр оборудован системой GPS и встроенным компьютером для обработки и хранения данных, то такой прибор является настоящей мечтой маркшейдера.

Нивелиры

Нивелир — прибор для геометрического определения разницы высот между опорными точками, которую называют превышением

. Французское слово «niveau» буквально означает «уровень».

Нивелиры бывают оптико-механические и электронные (цифровые, лазерные).
Оптико-механический нивелир

представляет собой прибор, состоящий из зрительной трубы, механизма поворота трубы и чувствительного уровня. Прибор, как правило, устанавливается на штатив. В конструкцию входит рейка и нитяной дальномер для определения расстояния по рейке.
Рейка нивелира

представляет собой деревянную или металлическую линейку со шкалой, по которой считывается разность уровней опорных точек при помощи нивелира.
В современных оптико-механических нивелирах присутствует автоматический компенсатор для упрощения установки оси зрительной трубы в горизонтальное положение.

Цифровые нивелиры

имеют встроенный процессор для автоматизации вычислений результатов измерений их запоминания, и оснащены специальной рейкой.

Лазерные нивелиры

используют для измерений углов и уровней плоский лазерный луч, а также специальную измерительную рейку. При производстве мелкомасштабной съемки они применяются редко, поскольку приборы с оптикой дают более точные результаты.

По степени точности измерений нивелиры подразделяются на высокоточные, точные и технические. В высокоточных нивелирах отсчеты берутся по штриховой инварной рейке, в нивелирах меньшей степени точности — по шашечной рейке.



Теодолиты

Теодолит — измерительный прибор, основное назначение которого — определение направлений и измерение углов между направлениями с высокой степенью точности. Область применения теодолитов: топографические, геодезические, маркшейдерские съемки, строительство зданий, сооружений, дорог и т.д.

Основным измерительным элементами теодолитов являются лимбы — горизонтальные и вертикальные круглые шкалы. Наблюдение ведется через оптическую зрительную трубу, которая наводится на опорную точку при помощи наводящих и закрепительных винтов. Оптическая труба бывает прямого (наблюдатель видит изображение в нормальном положении) и обратного (наблюдатель видит перевернутое изображение) наблюдения.
Составляющие элементы конструкции оптического теодолита — цилиндрический уровень, отвес (механический или оптический — для точной установки прибора над или под опорной точкой). Для снятия отсчетов служит отсчётный микроскоп (микрометр). Кроме этого, некоторые теодолиты оснащены компенсаторами для облегчения горизонтального позиционирования.

Теодолиты подразделяются по степени точности (высокоточные, точные, технические), по назначению (полевые, горные), а также по принципу действия — оптические, фото -, кино -, гиротеодолиты и электронные теодолиты.

Горные теодолиты

отличаются от обыкновенных полевых приборов более высокими требованиями к прочности и мобильности, а также защите от загрязнений и влаги, поскольку предназначены для использования в тяжелых условиях подземных выработок. Принципиально они устроены так же, как и аналогичные приборы для наружной съемки поверхности.

Фото- и кинотеодолиты

объединяют в своей конструкции фото или кинокамеру с теодолитными измерительными элементами.
По сути это — высокоточная фото- или киносъемка объектов и местности. По степени точности эти теодолиты значительно уступают обычным оптическим приборам.

Гиротеодолит

служит для ориентирования, измерения углов и определения направлений. Его принцип действия аналогичен принципу работы гирокомпасов, применяемых в современном мореходстве.
Основу гиротеодолита составляет угломерное устройство для считывания отсчетов положения чувствительного элемента гироскопа и определения азимута требуемого направления. Ось чувствительного элемента гироскопа совершает колебания строго по плоскости меридиана Земли, поэтому угол между направлением и меридианом (азимутом) можно определить с достаточно высокой степенью точности.
Гиротеодолиты нередко применяют в маркшейдерских съемках, при этом для перехода к дирекционному углу вводят поправки для сближения меридианов в проекции Гаусса-Крюгера.

Электронные теодолиты

оснащены компьютером, позволяющим автоматизировать вычисления и запоминать результаты.

Тахеометры

Тахеометр — геодезический измерительный прибор для определения расстояний до объектов, а также для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Тахеометры применяются для определения координат и высот точек местности при топографической, геодезической и маркшейдерской съемке, при разбивочных работах и составлениях планов высот и координат опорных точек.
По сути, тахеометр — усовершенствованный теодолит, имеющий большую функциональность.

Тахеометры классифицируются по назначению (строительные, полевые), по принципу действия, а также по конструкции.
По принципу действия тахеометры подразделяют на оптические и электронные, которые в последние годы получают все более широкое распространение из-за обеспечения высокой точности и производительности измерительных работ.
Электронные тахеометры

работают по принципу радара — они считывают разницу в фазах испускаемого и отраженного от опорной точки луча (фазовый метод), либо разницу по времени прохождения луча до отражателя и обратно (импульсный метод). Фазовый метод используется для измерения углов, а импульсный — расстояний.

По конструктивному исполнению тахеометры подразделяют на модульные, интегрированные и автоматизированные.
Модульные тахеометры

состоят из отдельных модулей-элементов — определитель углов, дальномер, органы управления и обработки информации (клавиатура, процессор). Благодаря модульности, можно выбирать элементы тахеометра для решения конкретных задач, исключая излишнюю функциональность всего прибора в целом, что заметно сказывается на стоимости и мобильности тахеометра.

Интегрированные тахеометры

отличаются от модульных тем, что все перечисленные выше модули объединены в одном приборе. Такие приборы применяются в том случае, когда необходимо полностью использовать функциональные возможности тахеометра.

Автоматизированные тахеометры

несут элементы усовершенствования эксплуатации — сервопривод, системы распознавания, захвата, слежения и т.д. Такие тахеометры значительно облегчают работу, при проведении большого количества измерений на небольшом участке или секторе, а также при мониторинге сдвига или деформации (функция слежения).

Тахеометры, изготавливаемые в Росси — Та2, Та5, Та20 (цифра в модели соответствует величине погрешности прибора в угловых секундах)

Точность измерений, полученных при использовании современных теодолитов, нивелиров и тахеометров очень высока. Так, при использовании прибора на расстоянии до опорной точки 1000 м, получаемая погрешность угловых измерений составляет до полсекунды, линейных — до 1 мм (при импульсных лазерных измерениях).

В последние годы приборы для съемок поверхности Земли стали оснащать глобальными системами позиционирования GPS

(спутниковой системой навигации), позволяющей определить местоположение объекта съемки в трехмерных координатах с достаточной степенью точности.
Система GPS при геодезических и маркшейдерских съемках используется лишь для удобства проведения грубых прикидок и ориентирования, поскольку на современном уровне развития не может обеспечить требуемой точности. Однако, последние разработки в этом направлении направлены на то, чтобы обеспечить геодезистов инструментом достаточно высокого уровня точности.
Примечательно, что не только специалисты-землемеры могут сполна оценить преимущества современных технологий — портативные GPS-навигаторы для путешественников, туристов, охотников и других любителей побывать в лесу или в незнакомых местах, способны показать своему владельцу его местоположение (в географических координатах) с точностью до 2-3 метров. Вполне возможно, что пройдет еще несколько лет, и человечество забудет слово «заблудиться».



Теодолит – это распространенное измерительное устройство для определения горизонтальных и вертикальных углов. Оно применяется при проведении общестроительных работ, геодезических исследований и топографических съемок. С его помощью можно определить вертикальные и горизонтальные углы в градусах с минутами.

Отдельные модификации устройства оснащаются дальномером, который увеличивает возможность прибора и позволяет с его помощью определять расстояние до объектов. На базе данной конструкции были разработаны другие приборы, адаптированные под определенные условия съемки, где использование базовой комплектации будет менее удачным.

Разновидности теодолитов

В зависимости от точности теодолиты делятся на три категории:

• Высокоточные.
• Точные.
• Технические.

Высокоточное
устройство дает погрешность при измерении равно или меньше 1°. Это дорогостоящее оборудование, которое применяется на ответственных объектах. Оно редко используется, поскольку большинство задач, которые выполняют теодолитом, не требуют столь высокой точности.

Точные
имеют погрешность не более 10°. Такие устройства являются самыми востребованными. Подавляющее большинство предлагаемых на рынке приборов соответствуют именно такой погрешности.

Технические
могут иметь ошибку в измерении угла до 60°. На первый взгляд это довольно много, но существуют цели, где большая точность не столь важна. В первую очередь это общестроительные задачи, когда осуществляется возведение неответственных объектов. Подобные устройства могут применяться только в малоэтажном строительстве.

Теодолит
является давним устройством, поэтому неудивительно, что существует несколько его модификаций, которые имеют схожий принцип действия, но конструктивно отличаются между собой.

Теодолит бывает следующих видов:

• Оптические.
• Электронные.
• Лазерные.

Оптические
были изобретены первыми. Их принцип действия заключается в использовании визирной трубы с нанесенной на линзы шкалой. По шкале осуществляется ориентирование параметров угла между несколькими вертикальными или горизонтальными точками объекта исследования.

Электронные
оснащаются жидкокристаллическим дисплеем и системой датчиков. После того как прибор устанавливается и выставляется по точкам, между которыми необходимо измерить угол, он самостоятельно определяет наклон и выводит его в цифровом значении на свой дисплей. Это позволяет минимизировать работу оператора, поскольку в отличие от применения оптических устройств, ему не нужно внимательно присматриваться к шкале.

Лазерные
оснащаются лазерным лучом, который высвечивает визуально заметную линию на объекте измерения. Оператор настраивает ее таким образом, чтобы она проходила через две требуемые точки. Прибор сам автоматически определяет угол наклона, по которому осуществляете свечение лазерного луча. Подобные устройства имеют ограниченную дальность, поскольку лазерный луч не может распространяться очень далеко. Такие приборы применяют в общестроительных работах. Особенно они удобны для установки колонн и возведения мостов.

Как устроен простейший теодолит

Простейшей и самой безотказной конструкцией теодолита являются оптические приборы. Их главными составными частями являются:

• Подставка.
• Корпус.
• Зрительная труба.
• Регулировочные винты для наведения.
• Цилиндрический уровень.
• Отвес.
• Отсчетный микроскоп.

Корпус устройства закреплен на подставке. В нем удерживается зрительная труба, которая спарена с отчетным микроскопом. Она является подвижной, что позволяет выставлять нацеливание на объект измерения. Также устройство оснащается двумя типами уровней – цилиндрическим и отвесом. Первый применяется для выставления горизонтали, а второй вертикали.

Зрительная труба используется для наблюдения за объектом, находящимся на удалении от устройства. Кратность увеличения, которую дает труба, обычно составляет от 15 до 50 раз. Чем оно выше, тем точнее прибор и на большем расстоянии может находиться от объекта. В окуляр зрительной трубы устанавливается линза, на которой нанесена сетка. Она надежно прорисована на стекле, поэтому не стирается. У дорогостоящего оборудования она не нарисована, а нанесена путем гравировки.

Сетка используется для ориентирования теодолита при настройке. Именно по ней выставляются интересующие точки на предмете исследования по горизонтали и вертикали. Конечно, перед этим прибор выставляется по уровню, поскольку наличие при его установке перекосов не позволяет получать данные даже приблизительной точности.

Уровни предназначены для установки устройства перед началом измерения. С их помощью определяется, насколько постановка его корпуса соответствует горизонтали и вертикали. Обычно приборы оснащаются цилиндрическими уровнями, которые отличаются высокой точностью. У более бюджетного оборудования, или легкого, используется круглый уровень.

При круглом уровне для выставления устройства необходимо постараться, чтобы пузырек воздуха стал по центру блюдца. Выставлять прибор по уровню позволяет регулируемая подставка, сделанная в виде треноги. Желательно всегда пользоваться именно ею, а не подкладывать камушки или другие ненадежные предметы под ножки треноги.

Также важным элементом теодолита является оптическое устройство или микроскоп. Он обладает большой степенью увеличения и оснащается делительной сеткой с размеченной шкалой. Она указывает на градусы и минуты. Более точные устройства показывают также и секунды. В оптическом устройстве применяется шкала, которая называется лимб. Она позволяет определить точный наклон между двумя точками, которые были зафиксированы сеткой на визирной трубе.

Отличие теодолита от нивелира

Часто теодолит путают с нивелиром, поскольку внешне они действительно похожи. На самом деле существует довольно много отличий, позволяющих разделить эти устройства на два лагеря. В первую очередь они различаются по назначению. Теодолиты применяются для измерения углов, а нивелиры для определения вертикальных превышений.

Оба устройства оснащаются подобной системой измерения с сеткой, по которой оператор ориентируется, выбирая нужные точки. У теодолита зрительная труба вращается в горизонтальной и вертикальной плоскости, а у нивелира она двигается только по горизонтали.

Теодолит не требует помощь ассистента. Чтобы с ним работать, необходима только достаточная видимость, чтобы оператор мог ориентироваться по точкам на объекте, по которым можно измерить угол наклона. Для нивелира нужен помощник, который будет удерживать нивелирную рейку в вертикальном положении, находясь непосредственно на траектории видимости зрительной трубы.

Узкоспециализированные теодолиты

По сути, теодолит
является универсальным устройством, которое может измерять углы практически в любых условиях. Тем не менее, были разработаны усовершенствованные узкоспециализированные конструкции, дающие большие удобства для определенных целей. Такие устройства теряют свою универсальность, но приобретают ряд преимуществ.

Фототеодолит

Также называют кинотеодолит. Данный прибор соединяет в себе функции теодолита и фотокамеры. С его помощью осуществляется фотосъемка углов интересующих объектов. Также фототеодолиты используются для фиксации угловых координат для летающей техники при ее испытаниях. Несмотря на развитие современных технологий в сфере оборудования для фотосъемок, фототеодолиты выпускаются не только в виде цифровых камер, но и пленочных.

Гиротеодолит

Является гироскопическим устройством, с помощью которого осуществляется ориентирование при строительстве тоннелей и разработки шахт. Также с его помощью можно осуществлять топографические привязки. Им определяется азимут направления. По принципу действия данные устройства похоже на гирокомпас.

Критерии выбора устройства

При выборе теодолита важными критериями, на которые необходимо обратить внимание, являются:

• Уровень погрешности.
• Степень влагозащиты.
• Тип измерения.
• Степень ударопрочности.

Что касается уровня погрешности
, то он определяется исключительно по предназначению устройства. Для ответственных съемок требуется высокоточное оборудование. Если прибор применяется для общестроительных задач при возведении малоэтажных объектов, то вполне можно обойтись оборудованием низкого ценового сегмента.

Степень влагозащиты
также немаловажный аргумент выбора того или иного прибора. Особенно это важно, если подбирается электронный или лазерный теодолит. Уровень влагозащиты IP65 позволит осуществлять съемку в условиях повышенной сырости и даже дождя. Такие приборы не бояться окунуться в воду на небольшую глубину.

Что касается типа измерения
, то в основном стоит сложность выбора между оптическим и электронным теодолитом. Оптическое устройство более сложное в применении, поскольку от оператора требуется большая сосредоточенность при просматривании шкалы для определения угла. При этом такой прибор не требует подзарядки. Он имеет большую температурную устойчивость. С ним можно работать даже если на улице температура ниже -30 градусов.

Вес
устройства имеет большое значение если требуется осуществлять измерение с переходами. Легкие теодолиты будут незаменимы при топографических исследованиях, когда с оборудованием нужно двигаться по пересеченной местности проходя много километров пешком.

Теодолиты являются дорогостоящим оборудованием, поэтому не лишним будет наличие ударопрочного
корпуса. При отсутствии устойчивости к механическим повреждениям, малейшее падение и прибор потребует ремонта или замены.

В современном строительстве важную роль играют геодезические работы. Выполнение их с должной точностью требует соответствующих приспособлений, главным образом, оптических приборов – теодолитов и нивелиров. Эти устройства могут использоваться для решения схожих задач, из-за чего их часто путают, однако заложенный в них функционал все же отличается. Остановимся подробнее на том, чем отличается теодолит от нивелира.

Отличие теодолита от нивелира

С помощью оптического нивелира можно проверить высотные отметки, а также установить превышение одной точки над другой. Для этих целей в паре с прибором используют специальную градуированную рейку. В дополнение к основным функциям у некоторых моделей имеется возможность измерить или отложить угол на месности.

Оптический нивелир

Одним из ключевых пунктов в том, чем отличается нивелир от теодолита, является устройство самих приборов. Конструкция нивелира предусматривает зрительную трубу и цилиндрический уровень. Внутри зрительной трубы находится зеркало, закрепленное с помощью торсионов и демпфирующих элементов. Некоторые модели, предназначенные для проведения высокоточных измерений, также могут оснащаться микрометрами и другими дополнительными приспособлениями.

Теодолиты предназначаются для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Собственно говоря, это и есть то, чем отличается теодолит от нивелира – наличие дополнительной оси измерений. К слову, подобные устройства используются далеко не только при проведении геодезических работ: их также применяют в метрологии, при расчете траектории ракет и в других сферах деятельности человека.

Конструкция механических теодолитов также известна достаточно давно. В современном варианте этот прибор представляет собой оптическую трубу, которая может двигаться по горизонтальной и вертикальной оси. После установки оптической трубы на исследуемый объект угол отклонения по каждой из осей может быть измерен с помощью встроенного микроскопа с достаточно высокой точностью, доходящей в лучших моделях до 0.1 угловой секунду.

Современный теодолит

На практике отличие теодолита от нивелира влияет и на спектр задач, которые можно решить с помощью этих приборов. В отличие от нивелира теодолит способен обеспечить, например, контроль вертикального отклонения стены.

Как вы уже поняли, то, чем отличается теодолит от нивелира, по большому счету сводится к наличию дополнительной оси. Конечно, это несколько усложняет общую конструкцию, однако вместе с этим появляются и дополнительные возможности, а с учетом достигнутого уровня развития современных приборов, дом вашей мечты может быть выстроен с филигранной точностью по всем направлениям.

При помощи теодолита выполняются различные действия: измерение поверхности земли при проведении строительных работ, составление топографических карт, съемка местности для разных нужд.

Рассмотрим подробнее, какие функции выполняет
теодолит, что это такое
, каким образом его используют.

Вконтакте

Что такое геодезия

Геодезия — это наука, занимающаяся точным измерением земной поверхности, созданием рабочих чертежей или карт и прочими прикладными задачами.
Для всех этих направлений созданы специальные разделы геодезии, но наиболее ощутимой и важной для повседневной жизни является инженерная геодезия.

Именно этот раздел занимается съемкой местности для постройки зданий и сооружений, для прокладки дорог, для определения точности проходки шахтных выработок или тоннелей. Задачи, решаемые этой отраслью, носят чисто прикладной характер, тесно соприкасающийся со строительством или картографией.

Что такое теодолит

Теодолит — оптический измерительный прибор, при помощи которого с высокой точностью выполняются измерения вертикальных или горизонтальных углов. Он является основным инструментом геодезистов или маркшейдеров, производящих съемку местности.

Назначение теодолита
— определение угла между двумя точками при помощи наведения визира поочередно на одну и другую точку, сравнения показаний на шкале самого прибора или на рейке — измерительной вертикальной линейке, которую удерживает ассистент на определенном расстоянии.

Существует много разновидностей теодолитов,
различающихся по определенным признакам:

1. Степень точности.
2. Способ отсчета по вертикальной шкале.
3. Конструкция.
4. Принцип действия.

Классическая, первоначальная конструкция теодолита — чисто механическая, самая простая, но не дававшая особой точности измерений. На смену ей пришел
теодолит оптический
— самый популярный и распространенный по сей день.

Он обеспечивает достаточную точность измерений, но уступает лазерному типу конструкции, имеющему наименьшую погрешность и применяемому для самых ответственных работ.

Существуют также электронные теодолиты, имеющие высокое качество измерений любой степени сложности с выводом показателей на собственный дисплей. Преимуществом такого типа конструкции являются автоматически производящиеся вычисления, значительно сокращающие время на обработку данных или снижающие вероятность ошибки.

Важно!
Основные части теодолита
остаются неизменными, усложняется лишь система наведения и определения значений.

Как устроен теодолит

Основными узлами теодолита являются:

1. Корпус.
2. Зрительная труба.
3. Система наведения (система регулирующих и настроечных винтов, позволяющих точно установить оси прибора по горизонтали и вертикали, навести зрительную трубу на определенную точку).
4. Отвес или оптический центрир, служащий для настройки вертикали и точного выбора положения прибора (установки на точку).
5. Штатив (тренога, трипод) для установки прибора в рабочем положении на грунт.

Основной элемент прибора — зрительная труба
,
при помощи которой
производится точное наведение на определенную точку, определение параметров ее расположения относительно вертикали, горизонтали или другой точки с известными параметрами.

Строение теодолита
основано на системе наведения основного элемента конструкции — визирной трубки (или зрительной трубы)
. Она установлена на специальной U-образной подставке и может перемещаться вокруг горизонтальной оси. Изменения наклона зрительной трубы отображаются на шкале вертикального круга.

В свою очередь, подставка вместе с трубой может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Изменения положения или направления зрительной трубы отображаются на шкале горизонтального круга. Все положения трубы могут быть зафиксированы или скорректированы при помощи винтов тонкой настройки, от качества наведения зависит точность результата.

Установка на грунте производится с помощью штатива — треноги. Для настройки горизонтали используется отвес и настроечные винты, расположенные в нижней части корпуса.

Все,
для чего предназначен теодолит
, это определение вертикальных или горизонтальных углов, позволяющее вычислить расстояние между точками, разницу уровней точек по вертикали. Точность измерений зависит от двух параметров:

1. Качество прибора.
2. Точность вычислений.

Внимание!
Оптический теодолит не дает окончательных данных, большинство значений получаются путем последующей обработки, расчетов. В этом заключена ключевая особенность прибора, отличающего его от более современных типов.

Для чего нужен горизонтальный круг теодолита

Горизонтальный круг — это одновременно некая условная плоскость, геометрическое поняти, и конкретная деталь конструкции прибора, служащая опорой для подставки зрительной трубы.

Горизонтальный круг служит для определения углов между различными объектами, расположенными вокруг прибора
.

При наведении зрительной трубки на определенные точки производится поворот прибора относительно вертикальной оси. Угол поворота фиксируется на шкале, расположенной на горизонтальном круге.

В этом состоит
принцип работы теодолита
— разница первоначального показания и значения, получившегося после поворота трубки с наведением на другую точку, составляет угловое расстояние между ними, что может послужить основой для многих расчетов.

Из чего состоит горизонтальный круг теодолита

В состав горизонтального круга входят две основные шкалы прибора — лимб и алидада.
Они предназначены для измерения горизонтальных углов. Одна шкала остается неподвижной, а другая поворачивается вместе с визирной трубкой, показывая величину отклонения от первоначального положения.

Внимание!
Принцип работы вертикального круга практически ничем не отличается от горизонтального, он имеет такое же устройство и выполняет подобные функции. Единственная разница — расположение в вертикальной плоскости.

Что такое лимб и алидада

Лимб — основная шкала прибора, расположенная на горизонтальном круге
. Она имеет разбивку на 360° (иногда шкала разбивается на грады или гоны, т.е. на 400 частей). Лимб условно неподвижен — во время измерений он зафиксирован винтом. При необходимости лимб открепляется и устанавливается в удобном для измерений положении — например, нулевым значением на определенную точку, относительно которой будут производиться измерения.

Алидада в теодолите
играет роль подвижной шкалы, показывающей угол отклонения от первоначального значения
. Показания определяются при помощи штриха, нанесенного на алидаду (в некоторых случаях наносится штриховой сектор с нониусом). Любой поворот зрительной трубки вызовет вращение алидады, которая покажет угол отклонения.

Геометрические условия теодолита

Геометрический условия — это соотношения расположения всех узлов прибора
.
Оси теодолита
должны находиться в строгом соответствии друг с другом:

1. Вертикальная и горизонтальная оси должны быть перпендикулярны.
2. Ось вращения трубы должна быть перпендикулярна визирной оси.
3. Ось цилиндрического уровня (пузырькового уровня) должна быть строго горизонтальна.

Вертикальная ось (ось вращения алидады) и горизонтальная ось являются основными параметрами работы прибора, подлежат периодической поверке (контролю соответствия требованиям) или юстировке (настройке правильного положения) перед началом работы.

Для правильной, точной работы прибора требуется качественная настройка его положения и соответствия осей. Для этого проводятся регулярные проверки и юстировки
, позволяющие точно установить прибор, обеспечить правильное положение осей и плоскостей.

Проверка производится поэтапно:

1. Установка на точку. Положение треноги настраивается таким образом, чтобы отвес точно указывал на точку с известными параметрами (точку стояния), отмеченную на грунте.
2. Установка горизонтальной плоскости. Производится настройка горизонтали по пузырьковому уровню, затем прибор разворачивается на 180° и вновь настраивается. Приемлемым положением считается несоответствие положения пузырька не более 1 деления.
3. Установка визирной оси. Выбирается и замеряется отдаленная точка. Затем труба поворачивается на 180°, прибор разворачивается и вновь производятся измерения (иначе говоря, производится измерение параметров точки при положениях КП или КЛ). Затем лимб открепляют и разворачивают на 180°, после чего все операции повторяются. Полученные значения рассчитываются по специальной методике, результат должен соответствовать паспортным значениям. При обнаружении расхождений производится настройка перпендикулярности визирной оси или оси вращения трубы.

Все проверки или юстировки производятся перед тем,
как пользоваться теодолитом
. Для настройки оптики прибор направляется в специализированную мастерскую или на завод.

Стандартный ряд теодолитов в соответствии с ГОСТ

Теодолит — ответственный измерительный прибор, от точности и качества работы которого зависит результат строительства, прокладки дорог или тоннелей и т.д. Поэтому
все технические параметры теодолитов четко определены и регламентированы ГОСТ 10529-96.
В частности, приборы подразделены на группы:

1. Высокоточные.
2. Точные.
3. Технические.

Литеры в обозначении приборов указывают на:

1. Т — теодолит.
2. М — маркшейдерский.
3. К — снабжен компенсатором положения плоскостей.
4. П — прямого видения (изображение не перевернуто).
5. А — автоколлимационный.
6. Э — электронный.

Цифры в обозначении указывают на среднюю погрешность. В новых образцах самая первая цифра — номер модификации. Каждая группа имеет свой перечень моделей, технические характеристики которых соответствуют определенным требованиям.

Что такое повторительный теодолит

В повторительных теодолитах лимб имеет возможность вращения вместе с алидадой на заданную величину
. Это помогает откладывать одинаковые углы без опасности ошибки. Такая конструкция является более совершенной, но имеет большую опасность появления ошибок за счет износа поворотных механизмов, появления люфта или прочих неисправностей.

Что такое неповторительные теодолиты

Неповторительные теодолиты имеют жестко закрепленный лимб, поворачивающийся только при ослаблении фиксирующего винта для настройки или установки точки на ноль.

Такая система является более старой, но применяется еще довольно широко.

Жестко закрепленный лимб снижает возможность появления ошибок, но лишает конструкцию некоторых возможностей, присущих повторительным образцам.

Фототеодолит

Специфическая разновидность теодолита, предназначенная для точной съемки объектов с привязкой к системе координат, угловой привязкой или прочими параметрами
. Может быть выполнена как фотокамера, объектив которой выполняет параллельно функцию зрительной трубы теодолита, или раздельная камеры и зрительная труба.

Наиболее распространенной моделью фототеодолита является комплект Photeo 19/1318, позволяющий производить качественные снимки для точных измерений местности в исследовательских или прикладных целях.

Гиротеодолит

Гиротеодолит предназначен для работы в шахтных или полевых условиях без привязки к системе триангуляции
. Конструктивно является сочетанием гирокомпаса высокой точности с оптическим теодолитом. Прибор имеет возможность точного определения истинного азимута (величина погрешности не более 6-60″
),
работы
в
любых
погодных
или
климатических
условиях
.
С
практической
точки
зрения
,
это —
вполне
обычный
теодолит
,
как
пользоваться
или
как
его
настраивать —
большой
разницы
с
оптическими
моделями
не
имеется
.
Гирокомпас
,
по
сути
,
является
дополнительным
приспособлением
,
дающим
возможность
привязки
осей
к
системе
координат
.

Наиболее
распространенными
моделями
гиротеодолитов
являются
01-
В
1,
МВТ
-2,
МТ
-1
и
другие
.

Электронный

Электронный теодолит (современное название — тахеометр) является самой совершенной конструкцией, используемой в настоящее время
. Прибор имеет встроенный процессор, производящий необходимые вычисления по полученным показаниям, что практически полностью исключает возможность появления ошибок.
Кроме того, все данные по обследованным точкам остаются в памяти прибора, намного упрощая работу и исключая необходимость повторной установки и наведения прибора. Возможность использования в темное время суток и в любых погодных условиях делает электронный теодолит наиболее точным и качественным устройством.

К наиболее распространенным моделям электронных теодолитов относятся RGK T-05, RGK T-20, VEGA TEO-5B и другие.

Теодолит
—
устройство
, способное к настройке практически всех механических параметров непосредственно перед использованием.
Необходимость обеспечения высокой точности измерений требует постоянной проверки работоспособности и качества показаний, которое не должно выходить за допустимые пределы.

Подготовка теодолита к работе производится поэтапно:

1. Установка треноги на точку.
2. Установка на штатив теодолита, фиксация становым винтом.
3. Настройка вертикали и горизонтали (центрирование и нивелирование).
4. Настройка (фокусирование) зрительной трубки и микроскопа.
5. Установка и подключение освещения.

Все эти действия могут потребовать больших или меньших затрат времени в зависимости от состояния прибора и предыдущих настроек.

Внимание!
В паспорте прибора имеются четкие и подробные указания, каким образом производятся все подготовительные операции. Перед началом работ следует внимательно прочитать инструкцию и соблюдать все ее требования во время практических действий.

Как измерить углы

Измерение углов — основная функция прибора. По сути, это единственная операция, которую способен выполнять теодолит.

Прежде всего следует рассмотреть
измерение горизонтальных углов теодолитом
. Установленный на точку стояния (вершину измеряемого угла) и подготовленный к работе (отъюстированный) прибор наводится на точку, определяющую сторону угла.

Для этого труба от руки наводится таким образом, чтобы точка оказалась в поле зрения визира, после чего производится точная настройка при помощи настроечных винтов алидады. При этом лимб можно оставить в исходном положении или установить на нем нулевое положение, что упростит расчеты. Показания заносятся в журнал измерений.

Затем труба визируется на вторую точку подобным образом. Положение алидады укажет величину угла между первой и второй точками относительно вершины — точки стояния прибора.

Вертикальные углы измеряются подобным образом, но показания снимаются с вертикального круга теодолита. Существует два положения вертикального круга — КП и КЛ, означающие соответственно правое и левое расположение вертикального круга относительно трубы. При расчетах это следует учитывать, поскольку при множественных измерениях может случиться ошибка, способная коренным образом повлиять на результат.

Сферы применения теодолита

Для чего нужен теодолит
в строительных или научных работах — вопрос весьма емкий.

При работе «в поле», когда не имеется никакой привязки к горизонтальной или вертикальной плоскости, точная разбивка участка без применения соответствующей аппаратуры невозможна.

Точный выбор направления при прокладке дорог, корректировка оси штреков или тоннелей — все эти действия требуют высокой точности измерений и привязки к системе триангуляции, иначе неизбежные ошибки приведут к потере направления, нарушениям в размерах зданий и сооружений.

Следует учитывать, что тоннели обычно ведутся с противоположных сторон навстречу друг другу, а при строительстве используются унифицированные элементы, имеющие определенные размеры и формы. Ошибки при измерениях приведут к полной невозможности получить нужный результат.

Немаловажную роль теодолит играет и в научной деятельности, в частности — в картографии.
Точность большинства карт, которые используются сегодня — заслуга именно теодолита.

Что такое нивелир

Нивелир — геодезический оптический прибор, с помощью которого определяется горизонталь или разница в уровнях нескольких точек
. По сравнению с функциями, которыми располагает
теодолит, нивелир
обладает иными способностями.

Возможность создания строго горизонтальных плоскостей очень важна при строительстве, так как высокие здания или сооружения, опирающиеся на основание с нарушениями геометрии, могут попросту упасть. Поэтому применение нивелиров распространено не менее широко, чем использование теодолитов, чей набор функций зачастую оказывается избыточным.

Разница между теодолитом и нивелиром

Разница между этими приборами состоит в назначении и выполняемых функциях
. Теодолит создан для измерения углов.

Нивелир производит определение горизонтальных (или вертикальных) линий или плоскостей, осуществляет сравнение имеющихся поверхностей с условной горизонталью.

При этом, если сопоставить возможности, которыми обладают
теодолит и нивелир, разница
оказывается в пользу теодолита.

Он способен выполнять функции нивелира, и на практике зачастую так и происходит. В то же время, нивелир имеет лишь контрольные функции, для сложного измерения он не предназначен. При этом, более простое устройство прибора означает большую надежность и устойчивость работы.

Во время подготовительного периода или при проведении работ, не имеющих первостепенной важности, нивелир оказывается надежным и точным помощником.

Возможности, которыми обладает теодолит или его разновидности, весьма важны для практической и научной деятельности. Привязка к местности и координатной сетке — важное условие для точных и ответственных работ, когда ошибка может стоить очень дорого.

Геодезические инструменты для измерения углов и возвышений

🕑 Время считывания: 1 минута

Существуют различные геодезические инструменты для измерения углов и возвышений. Обсуждаются типы, свойства, использование и детали этого геодезического оборудования.
Среди множества инструментов, доступных для измерения углов и возвышений, важно выбрать лучший, который больше подходит для конкретной работы.
Лучшим источником информации о конкретном приборе является ссылка на руководство пользователя или каталог продукции, предоставленный производителем.

Оборудование, используемое для измерения углов и возвышений при геодезии

Обычное оборудование, используемое для измерения углов и возвышений при геодезии:

• Уровень руки
• Абни уровень
• Dumpy уровень
• Автоматический уровень
• Лазерный уровень
• Транзит
• Теодолит

Ручные нивелиры для измерения высоты и уклона при геодезии

Как видно из названия, это уровни, которые держит в руках оператор.Уровни рук — самый простой уровень среди инструментов геодезии. В ручном уровне используется уровень , и одиночное перекрестие .
Основное назначение ручного уровня — обеспечить ровное положение цепей при измерении горизонтального расстояния с помощью отвеса. Он также используется с той же целью для оценки уклона и изменения высоты.
Обычное увеличение уровня руки от нуля до 5x. У ручных уровней с более сложным механизмом будут волоски для измерения горизонтального расстояния.

Рис.1: Рука Уровень в геодезии

Ручной уровень в основном используется для оценки высоты и наклона. Уклон определяется как скорость изменения высоты. Чтобы измерить уклон с помощью уровня руки, необходимо встать у подножия склона и держать руку ровно в горизонтальном положении.
Теперь отмечена точка, в которой линия прямой видимости упирается в землю. С помощью расстояния до этой точки и высоты глаза пользователя от земли определяется уклон.

% уклон = (подъем / спуск) x 100

Высота глаз пользователя — это подъем.
Расстояние от точки наблюдения до места, где линия прямой видимости упирается в землю, называется пробегом.
Расстояние можно измерить шагом. Было обнаружено, что результат имеет низкую точность из-за низкой точности измерения расстояния с помощью шагания, и измеренное расстояние представляет собой наклонное расстояние (а не горизонтальное расстояние).

Уровень Абни для Измерение углов и наклона при съемке

Уровни рук с более сложными навыками образуют уровни Эбни.Сюда входят шкала прямого считывания вертикальных углов и наклона, стадия волосков, улучшенная оптика и увеличение.
По сравнению с ручным уровнем точность расчета уклона лучше. Расстояние измерения стадий уровня Абни имеет точность 1/10 фута. Расстояние, измеренное с помощью стадий, является горизонтальным.
Большинство уровней Абни имеют возможность регулировки как фокусировки, так и увеличения. Для предварительной съемки они дают заметную точность при использовании удилища и цели.

Рис.2: Уровень Эбни в геодезии

Использование палки или стержня известной высоты с ручным уровнем и уровнем Абни помогает повысить точность измерения. Использование палки также помогает поддерживать стабильный уровень.

Укрытый уровень для измерения углов и возвышения при съемке

Кусковой уровень — это простейшая форма уровня, который поддерживается штативом. Точность инструмента повышается за счет использования штатива. Штатив также помогает справиться с горизонтальными углами.Кувшинчатый уровень состоит из телескопа и спиртового уровня, установленного параллельно линии визирования телескопа.
У телескопа, установленного на неровном уровне, будет по крайней мере одно горизонтальное перекрестие, установленное на линии визирования. Он также имеет вертикальное перекрестие и два стадионных перекрестия.

Рис. 3: Укрытый уровень при съемке

Механизм, называемый выравнивающей пластиной, вращается на 360 градусов. Это платформы, на которых установлены телескоп и спиртовой уровень.Весь механизм размещен на пластине, прикрепленной к штативу. Позже это выравнивается, чтобы начать съемку.

Автоматический уровень для измерения углов и возвышения

Автоматический уровень спроектирован таким образом, чтобы автоматически компенсировать небольшие движения инструмента и поддерживать линию прямой видимости на одном уровне. Внутренний компенсатор завершает процесс нивелирования, когда инструмент почти выровнен. Позже он поддерживает линию обзора в горизонтальном положении на всем протяжении необходимого.

Рис.4: Автоматический уровень

Внутренний компенсатор не допускает выхода инструмента из горизонтального положения при незначительных ударах. Движения, вызванные ветром, также компенсируются внутренними компенсаторами.
Инструмент выравнивается тремя регулировочными винтами вместо четырех. В автоматических уровнях используется спиртовой уровень «яблочко» по сравнению с трубчатым уровнем. Комбинация трех регулировочных винтов и уровня «яблочко» помогает ускорить настройку.
Доступны различные модели автоматических уровней.Некоторые из них более точны и точны по сравнению с кусковыми уровнями. Они менее точны по сравнению с транзитами и тахеометрами.

Лазерный уровень для измерения углов и возвышения

Лазерный уровень — это измерительный уровень, который использует луч лазерного света для определения линии визирования, то есть опорной линии. К этой категории относятся следующие типы:

• Однолучевой невидимый
• Одинарный луч видимый
• Круглый луч видимый
• Круглый невидимый луч

Лазеры с круговым пучком можно разделить на вращающиеся и невращающиеся.В однолучевом лазере будет использоваться одна точка или короткая линия. Лазер с круговым лучом будет производить луч на 360 градусов.

Рис.5: Лазерный уровень

Несомненным преимуществом лазерных уровней является то, что ими может управлять один человек. Лазерный уровень устанавливается на штатив, а затем выравнивается. После включения система не требует дальнейшего наблюдения. После этого геодезист может записать показания вехи, пройдя по местности в любом месте в пределах диапазона луча.Эта система также имеет преимущество нескольких детекторов, которые можно использовать с одним лазером. Таким образом, это позволит записывать данные одновременно более чем одним человеком.

Транзитный уровень для измерения углов и возвышения

Транзитный уровень — это оптический инструмент или телескоп, который содержит встроенный спиртовой уровень, установленный на спиртовом уровне. Они используются для определения взаимного расположения линий и объектов в основном для съемки и строительства. Уровни транзита очень точны.Уровень транзита помогает установить контрольную линию.

Рис.6: Уровень транзита

Теодолит для измерения углов при съемке

Теодолит — это точный инструмент, который используется для измерения угла в горизонтальной и вертикальной плоскостях. При геодезии чаще всего используется теодолит. Но они также используются в области метрологии и ракетных технологий.
Теодолит современной разработки состоит из подвижного телескопа, который установлен в пределах двух перпендикулярных осей, называемых горизонтальной или цапфовой осью и вертикальной осью.Наведение телескопа на целевой объект позволит измерять угол с большой точностью.
Теодолит с помощью пластины принудительного центрирования устанавливается на головку штатива. Пластина принудительного центрирования или трегер состоит из четырех винтов с накатанной головкой в ​​случае исходных теодолитов и трех или четырех быстрых выравниваний в случае современных теодолитов.

Рис.7: Теодолит в геодезии

Теодолит должен быть помещен вертикально над измеряемой точкой с помощью отвеса, оптического центрира или любого лазерного центрира.После этого уровень инструмента устанавливается с помощью регулировочных винтов и трубчатых пузырьков спирта.
Подробнее:
Специальные геодезические инструменты и их применение в инженерных изысканиях
Современные геодезические инструменты и их применение
Различные типы уровней, используемых для нивелирования при съемке
Части теодолита и его функции для угловых измерений при съемке

транзитных уровней: все о транзитных уровнях | Как использовать транзитный уровень | Детали транзитного уровня | Лазерные нивелиры

Уровень транзита Как к

Купите все оптические нивелиры Johnson Level.

Для чего нужен транзитный уровень?

Транзитный уровень — это оптический инструмент или телескоп, укомплектованный встроенным спиртовым уровнем, который устанавливается на штатив. Уровни перехода используются в основном для съемки и строительства, но их также можно использовать для определения относительного положения линий и объектов. Уровни транзита очень точны. Они используются для установления опорной линии, но они также используются для получения показаний углов при точных измерениях.

Части транзита Уровень

Базовая установка транзитного уровня состоит из фактического транзитного уровня, основания штатива, рулетки и калиброванного стержня.Сам транзитный уровень состоит из множества частей:

Вот дополнительная информация, объясняющая части транзитного уровня и то, что именно они делают, включая телескопы, выравнивающие пузырьки, опорные плиты, alidades и нониус:

Телескоп

Телескоп, включая фиксирующие рычаги, расположен в верхней части транзитного уровня.Подобно строительному уровню, телескоп на транзитном уровне движется горизонтально по полному кругу. Горизонтальный круг отмечен под каждым градусом и имеет размеры до 360 °. В отличие от строительного уровня, транзитный уровень также перемещается вертикально на 45 ° в любом направлении.

Телескоп состоит из множества частей. Линза объектива находится в конце телескопа. Он ловит видимый объект и с помощью других линз внутри телескопа увеличивает его.

На противоположном конце линзы объектива находится окуляр. Это часть телескопа, в которую смотрит пользователь.

Внутри окуляра расположены перекрестья, идущие горизонтально и вертикально. Вращение окуляра позволяет сфокусировать перекрестие и сделать его четким. На стволе телескопа находится ручка фокусировки. Это используется для четкой фокусировки на видимом объекте.

Stadia линии — это короткие горизонтальные линии, которые расположены в окуляре выше и ниже горизонтального перекрестия.Линии стадиона делятся пополам вертикальным перекрестием, что позволяет пользователю узнать расстояние до объекта, на котором он видит.

Пробирка для градуированного выравнивания

Градуированная виала для выравнивания также известна как спиртовой уровень. Спиртовой уровень используется для выравнивания телескопа, когда он устанавливается на основании, и работает так же, как традиционный ручной уровень. Выравнивающая виала размещается над или под стволом телескопа. В дополнение к шкале с градуировкой уровня, параллельной телескопу, в основание встроен еще один спиртовой уровень, который используется для выравнивания основания транзитного уровня.

Опорная плита

Основание транспортного уровня — это область, в которой уровень прикреплен к штативу. Существует три различных типа опорных пластин, к каждой из которых прилагаются специальные инструкции по прикреплению инструментов. При использовании основания инструмента с резьбой его можно привинтить к головке штатива с резьбой. При использовании штатива с плоской или куполообразной головкой в ​​нижней части штатива находится центральный болт, который необходимо вкрутить в уровень.

Алидаде

Алидада — это вся верхняя часть транзитного уровня.Он состоит из телескопа, нивелиров, кругового считывающего устройства и шпинделя. Алидада установлена ​​на шпинделе алидады , который является внутренним центром инструмента. Телескоп и нониус расположены над шпинделем.

Вернье

Нониусная шкала — это шкала, которая перемещается вокруг основной шкалы и используется для определения угловых измерений, которые исходная шкала не может прочитать. На большинстве транспортных уровней используются двойные нониусы , позволяющие считывать углы в разных направлениях.На нониусных шкалах существует множество различных градуировок, в зависимости от требуемого уровня точности.

вернуться в топ

Как выбрать штатив

При подготовке к установке транспортного уровня важно убедиться, что у вас есть подходящий штатив. Как указывалось ранее, у штативов разные типы головок.

• При использовании крепления с центральным болтом 5/8 «: защитный колпачок от головки штатива должен быть установлен на любую из ножек штатива с помощью приспособления, расположенного на колпачке.
• При использовании крепления на штатив с резьбой: снимите защитный колпачок с резьбой и отложите в сторону. Отвинтите уровень от крепления кейса и прикрутите головку штатива. После подсоединения к головке штатива навинтите защитный колпачок на крепление кейса.

После того, как вы нашли правильную головку для вашего инструмента, вы можете приступить к настройке.

Как читать транзитный уровень

1. Найдите окуляр. Его можно повернуть, чтобы сфокусировать перекрестие.
2. Вверх по уровню находится пробирка для выравнивания.
3. Ручка на конце прицела — ручка фокусировки.
4. Горизонтальный градуированный круг — это круговая направляющая с отметками в градусах, используемая для считывания горизонтальных углов.
5. Ручка горизонтальной касательной находится чуть выше горизонтальной градуированной окружности и используется для регулировки влево и вправо.
6. Ручка вертикального касания расположена на ближней стороне прицела справа и используется для регулировки вверх и вниз.
7. Ручка фиксации вертикального положения только что прошла и фиксирует вертикальное направление на месте.
8. Регулировочные винты находятся чуть ниже горизонтального градуированного круга. Их можно отрегулировать, чтобы устройство оставалось ровным.
9. Некоторые уровни имеют съемную солнцезащитную шторку для защиты линз от солнечного света.

Вернуться к началу

Как настроить транзитный уровень

1. Снимите уровень с переносного ящика.
2. Установите уровень прямо на головку штатива.
3. Навинтите или прикрутите транспортировочный уровень к основанию штатива.
4. Снимите защитные крышки линз и поместите их в сумку для переноски.
5. Поместите солнцезащитный козырек на телескоп.
6. Ваш транспортный уровень смонтирован.

Вернуться к началу

Как использовать транзитный уровень

1. Перед началом процесса нивелирования убедитесь, что штатив устойчиво и надежно установлен. Это важно сделать, чтобы не допустить опрокидывания инструмента во время процесса нивелирования.
2. Убедитесь, что крепление между транспортировочным уровнем и штативом надежно.
3. Убедитесь, что четыре установочных винта не слишком плотно прилегают к выравнивающей опорной плите.
4. Первое положение : выровняйте телескоп, пока он не окажется прямо над парой регулировочных винтов. Используя регулировочные винты, отцентрируйте пузырек в сосуде со спиртом.
5. Поместите оба регулировочных винта между большим и указательным пальцами; одновременно поверните оба винта в противоположных направлениях и наблюдайте за движением в градуированной пробирке со спиртом.
6. Сдвигайте большие пальцы рук внутрь или наружу. Пузырь будет следовать за большим пальцем левой руки.
7. Вторая позиция : когда пузырек находится в центре, поверните телескоп на 90 °.
8. Повторяйте действия с большими пальцами внутрь и наружу до тех пор, пока пузырек не будет центрирован во втором положении.
9. Верните зрительную трубу в первое положение и выполните необходимые настройки, чтобы инструмент оставался ровным.
10. Переместите инструмент через различные этапы на 360 ° и проверьте, выровнен ли инструмент во всех точках.

Если инструмент не выровнен по уровню во всех точках, окончательную проверку необходимо выполнить еще раз, пока пузырек не будет центрирован в каждой точке. Если пузырек по-прежнему не центрируется, возможно повреждение нивелирного инструмента.

Вернуться к началу

Как сфокусироваться на транзите Уровень

После того, как вы убедились, что ваш инструмент выровнен по всем точкам нивелирования, следующим шагом будет фокусировка уровня перемещения.

1. Первым шагом в этом процессе является наведение телескопа на объект.Он должен выглядеть размытым, но поворот окуляра влево или вправо должен сделать объект более четким.
2. После фокусировки окуляра наведите зрительную трубу прямо на конкретную цель. Удерживая перекрестие в фокусе, используйте ручку фокусировки, чтобы указанный объект казался резким. Линия уровня или контрольная линия — это линия обзора, которая устанавливается через телескоп. Он создается у горизонтального перекрестия, и для его установки требуется два рабочих.

Вернуться к началу

Разметка опорной линии

1. Оператор смотрит в окуляр телескопа, в то время как дополнительный рабочий держит градуированную рейку или рулетку вертикально в измеряемой точке.
2. Инструмент и рейка используются для сбора или переноса отметок во время обследования площадок и строительства зданий.
3. Измерение начинается с ориентира с известной высотой или произвольной точки с предполагаемой высотой.

Полезные подсказки для переходных уровней

• Когда линза объектива не используется, ее следует закрывать крышкой объектива, чтобы предотвратить повреждение оборудования.
• Съемные солнцезащитные козырьки предотвращают блики и защищают линзы объектива.
• ЗАПРЕЩАЕТСЯ поднимать уровень с помощью телескопа; всегда поднимайте его за основание.
• Убедитесь, что вы поворачиваете оба винта одновременно и выполняете норму при выравнивании транспортного уровня.
• Убедитесь, что транспортный уровень выровнен по всему направлению на 360 °; если этого не сделать, измерения будут неправильными.
• Убедитесь, что регулировочные винты не затянуты слишком сильно — для получения наиболее точных результатов необходимо ослабить чрезмерно затянутые винты.
• o Если регулировочные винты затянуты слишком сильно, это может деформировать опорную плиту, что приведет к необратимым повреждениям.
• НЕ смотрите на солнце в зрительную трубу.
• Глядя в зрительную трубу, держите оба глаза открытыми. Это позволит избежать утомления глаз и избавит от косоглазия.
• Визуализируемое изображение будет наиболее резким, когда оно разделено перекрестием; это самое точное место на объективе.
• Переход изображения называется параллакс . При каждом движении регулируйте ручку фокусировки до тех пор, пока изображение не перестанет подскакивать.
• ЗАПРЕЩАЕТСЯ прикасаться к штативу после установки транспортировочного уровня. Это может вызвать проблемы с измерениями, а также с точностью уровня.

Транзитный уровень против уровня Строителя

Транзитные уровни очень похожи на уровни строителя. Когда телескоп транзитного уровня зафиксирован на месте, он работает почти так же, как строительный уровень. Есть одно главное отличие транзитного уровня от строительного. Транзитный уровень, когда он не зафиксирован на месте, может наклоняться только вертикально и имеет очень ограниченный диапазон подвижности.Это отличается от строительного уровня, который может двигаться горизонтально по полному кругу.

Уровни

Transit с их механизмом вертикального перемещения являются отличным инструментом для измерения вертикальных углов. Уровни перехода также предпочтительнее других инструментов нивелирования для создания прямых линий, а также углов поворота.

Купите все оптические нивелиры Johnson Level.

Посетите наши практические руководства по уровням и инструментам для получения дополнительной информации.

© 2010 Johnson Level & Tool Mfg.Co., Inc.

теодолитов | Как работает теодолит | Теодолит против Транзита | Как использовать теодолиты

Теодолит и транзит
Как использовать теодолит
Как работает теодолит

Типы теодолитов

Существует два типа теодолитов: цифровые и нецифровые. Нецифровые теодолиты сейчас используются редко. Цифровые теодолиты состоят из телескопа, установленного на основании, а также электронного считывающего экрана, который используется для отображения горизонтальных и вертикальных углов.Цифровые теодолиты удобны, потому что цифровые показания заменяют традиционные градуированные круги, и это обеспечивает более точные показания.

Части теодолита

Как и другие нивелиры, теодолит состоит из телескопа, установленного на основании. Вверху телескопа есть прицел, который используется для выравнивания цели. Инструмент имеет ручку фокусировки, которая используется для четкости объекта. Телескоп имеет окуляр, через который пользователь видит цель.Линза объектива также находится на телескопе, но находится на противоположном конце окуляра. Линза объектива используется для прицеливания объекта и с помощью зеркал внутри телескопа позволяет увеличить объект. Основание теодолита имеет резьбу для удобной установки на штатив.

Как работает теодолит?

Теодолит работает, комбинируя оптические центриры (или отвесы), спиртовой уровень (пузырьковый уровень) и градуированные круги для определения вертикальных и горизонтальных углов при съемке.Оптический центрир обеспечивает размещение теодолита как можно ближе к вертикали над точкой съемки. Внутренний спиртовой уровень гарантирует, что устройство выровнено до горизонта. Градуированные круги, один вертикальный и один горизонтальный, позволяют пользователю фактически определять углы.

Как использовать теодолит

1. Отметьте точку, в которой будет установлен теодолит, с помощью гвоздя геодезиста или кола. Эта точка является основой для измерения углов и расстояний.
2. Установите штатив. Убедитесь, что высота штатива позволяет инструменту (теодолиту) находиться на уровне глаз. Отцентрованное отверстие монтажной пластины должно находиться над гвоздем или колом.
3. Забейте ножки штатива в землю, используя кронштейны по бокам каждой ножки.
4. Установите теодолит, поместив его на штатив, и прикрутите его с помощью монтажной ручки.
5. Измерьте высоту между землей и инструментом. Это будет ссылка на другие станции.
6. Выровняйте теодолит, отрегулировав ножки штатива и используя уровень «яблочко». Вы можете сделать небольшую настройку с помощью регуляторов уровня, чтобы добиться нужного результата.
7. Отрегулируйте маленький прицел (вертикальный центрир), расположенный на дне теодолита. Вертикальный центрир позволяет гарантировать, что инструмент остается над гвоздем или колом. Отрегулируйте отвес, используя ручки внизу.
8. Наведите перекрестие основного прицела на точку измерения.Используйте фиксирующие ручки сбоку теодолита, чтобы держать его нацеленным на острие. Запишите горизонтальный и вертикальный углы с помощью телескопа, находящегося на стороне теодолита.

Теодолит против уровня перехода

Теодолит — это прецизионный прибор, используемый для измерения углов как по горизонтали, так и по вертикали. Теодолиты могут вращаться как по горизонтальной, так и по вертикальной оси. Теодолиты имеют много общего с транзитами.

Транзит — это геодезический инструмент, который также выполняет точные угловые измерения.Помимо транзита, в теодолитах установлены телескопы, которые можно поворачивать в разные стороны. И теодолиты, и транзиты могут использоваться для аналогичных проектов, но между этими двумя инструментами есть небольшие различия. Транзиты используют нониусные шкалы и внешние градуированные металлические кружки для отсчета углов. В теодолитах используются замкнутые градуированные круги, а угловые показания снимаются с помощью внутренней увеличительной оптической системы. Теодолиты, как правило, имеют более точное считывание и обеспечивают большую точность измерения углов, чем транзиты.

Теодолиты в основном используются для геодезии, но они также могут быть полезны в следующих приложениях:

• Навигация
• Метеорология
• Разметка углов и линий здания
• Измерение и нанесение углов и прямых
• Выравнивание стен деревянного каркаса
• Формовочные панели
• Сантехника колонны или угла здания

Преимущества использования теодолита

Теодолиты имеют много преимуществ по сравнению с другими инструментами для нивелирования:

• Более высокая точность.
• Внутренняя увеличивающая оптическая система.
• Электронные показания.
• Горизонтальные круги можно мгновенно обнулить или установить на любое другое значение.
• Показания по горизонтальному кругу можно снимать слева или справа от нуля.
• Повторные показания не требуются.

Теодолиты имеют внутреннее оптическое устройство, которое делает считывание кругов намного более точным, чем другие инструменты. Кроме того, поскольку теодолит позволяет снимать меньше повторных измерений, эти измерения можно проводить гораздо быстрее.Теодолиты с оптическими инструментами имеют преимущества перед другими инструментами компоновки. У них более точные измерения, они не подвержены влиянию ветра или других погодных факторов, и их можно использовать как на ровной, так и на наклонной поверхности.

Уход за цифровым теодолитом и полезные советы

Как и другие инструменты, теодолиты требуют надлежащего ухода и обслуживания для обеспечения наилучших результатов и уменьшения износа инструмента.

• Не погружайте прибор в воду или другие химические вещества.
• Не роняйте прибор.
• Убедитесь, что теодолит зафиксирован в футляре во время транспортировки.
• Во время дождя накройте прибор крышкой.
• Не смотрите прямо на солнечный свет через зрительную трубу на инструменте.
• Деревянный штатив защищает инструмент от вибрации лучше, чем алюминиевый штатив.
• Важно использовать солнцезащитный козырек; любые резкие перепады температуры могут привести к неверным показаниям.
• Никогда не держите инструмент за зрительную трубу.
• Аккумуляторная батарея прибора всегда должна быть достаточно заряженной.
• Всегда очищайте инструмент после использования.
  • Пыль на корпусе или на приборе может вызвать повреждение.

• Если теодолит влажный или мокрый, дайте ему время высохнуть, прежде чем убирать его в футляр.
• При хранении убедитесь, что зрительная труба на инструменте находится в вертикальном положении.
• При повторном выравнивании теодолита положение над точкой заземления должно быть проверено и перепроверено, чтобы гарантировать то же положение.
• Когда теодолит перемещается над точкой земли, уровень необходимо проверять и повторно проверять, чтобы убедиться в его точности.

Если вам нужна дополнительная информация, посетите полный список руководств Johnson Level по инструментам и уровням.

Магазинные теодолиты, строительные уровни и другие оптические приборы.

© 2015 Johnson Level & Tool Mfg. Co., Inc.

типов измерения уровня | Типы датчиков уровня

Два метода измерения уровня;

1. Прямой или механический метод и
2. Косвенные или логические методы.

1. Механический или прямой метод

Прямое измерение уровня просто, почти прямолинейно и экономично; он использует прямое измерение расстояния (обычно высоты) от базовой линии и используется в основном для местной индикации.Его нелегко адаптировать к методам передачи сигналов для дистанционной индикации или управления.

а. Погружные щупы и проводники

Гибкие тросы с концевыми грузами, называемые цепями или свинцовыми тросами, веками использовались мореплавателями для измерения глубины воды под своими кораблями. Стальная лента с пухлым грузом, похожим на боб и удобно хранящаяся на катушке, до сих пор широко используется для измерения уровня в бункерах мазута и резервуарах для хранения нефти. (см. рисунки ниже)

Хотя эти методы кажутся грубыми, их точность составляет примерно 0.1% с диапазоном примерно до 20 футов.

Хотя метод измерения уровня с помощью щупа и выводной линии не имеет себе равных по точности, надежности и надежности, у этого метода есть недостатки.

Во-первых, это требует выполнения действия, которое заставляет оператора прервать свои обязанности для выполнения этого измерения. Не может быть непрерывного представления измерения процесса.

Еще одним ограничением этого принципа измерения является невозможность успешного и удобного измерения значений уровня в сосудах под давлением.Эти недостатки ограничивают эффективность этих средств визуального измерения уровня.

г. Смотровое стекло

Другой простой метод называется смотровым окошком (или стеклом уровня). Это довольно просто в использовании; уровень в стакане стремится к тому же положению, что и уровень в резервуарах. Он обеспечивает непрерывную визуальную индикацию уровня жидкости в технологической емкости или небольшом резервуаре и более удобен, чем щуп для измерения уровня, стержень для измерения уровня и ручные измерительные ленты.

Смотровое стекло A больше подходит для измерения открытого резервуара.Металлический шарик, используемый в трубке для предотвращения вытекания жидкости из манометра. Трубчатое стекло такого типа доступно длиной до 70 дюймов и для давления до 600 фунтов на квадратный дюйм. Сейчас он используется редко.

Смотровое стекло B закрытого резервуара, иногда называемое «отражающим стеклом», используется во многих процессах под давлением и атмосферным давлением. Наибольшее применение находят в резервуарах под давлением, таких как барабаны котлов, испарители, конденсаторы, кубы, резервуары, дистилляционные колонны и другие подобные приложения.Длина рефлекторных стеклянных манометров составляет от нескольких дюймов до восьми футов, но, как и манометры трубчатого типа, их можно измерять вместе, чтобы обеспечить практически любую длину измерения уровня.

Простота и надежность измерения уровня манометрического типа обуславливает возможность использования таких устройств для локальной индикации. Когда датчики уровня выходят из строя или должны быть выведены из строя для обслуживания, или во время отключения электроэнергии, этот метод позволяет измерять и контролировать процесс вручную.

Однако стеклянные элементы могут загрязняться и ломаться, что создает угрозу безопасности, особенно при работе с горячими, едкими или легковоспламеняющимися жидкостями.

г. Цепной или поплавковый манометр

Рассмотренные ранее визуальные средства измерения уровня по простоте и надежности могут сравниться с приборами поплавкового типа. Доступны многие формы инструментов поплавкового типа, но в каждой из них используется принцип плавучего элемента, который плавает на поверхности жидкости и меняет положение при изменении уровня жидкости.

Для определения уровня из поплавкового положения использовалось множество методов, наиболее распространенными из которых являются поплавок и расположение троса.Принцип действия поплавка и троса показан на следующей диаграмме;

Поплавок соединен со шкивом цепью или гибким тросом, а вращающийся элемент шкива, в свою очередь, соединен с показывающим устройством с измерительной шкалой. Как видно, при движении поплавка вверх противовес удерживает трос натянутым, а индикатор перемещается по круговой шкале.

B. Выводные или косвенные методы

Косвенные или предполагаемые методы измерения уровня зависят от материала, имеющего физические свойства, которые можно измерить и связать с уровнем.Для этой цели были использованы многие физические и электрические свойства, которые хорошо подходят для создания пропорциональных выходных сигналов для дистанционной передачи. В этом методе измерения используются даже самые современные технологии.

В эти методы входят:

A. Плавучесть: —

сила, создаваемая погруженным телом, равная весу вытесняемой им жидкости.

B. Гидростатический напор: —

сила или вес, создаваемый высотой жидкости.

C. Гидролокатор или ультразвуковой: —

измеряемых материалов отражают или оказывают заметное влияние на высокочастотные звуковые сигналы, генерируемые в соответствующих местах рядом с измеряемым материалом.

D. Микроволновая печь: —

похож на ультразвуковой, но использует микроволновую печь вместо ультразвукового луча.

E. Проводимость: —

в желаемых точках определения уровня измеряемый материал проводит (или перестает проводить) электричество между двумя фиксированными точками зонда или между зондом и стенкой сосуда.

F. Емкость: —

измеряемый материал служит переменным диэлектриком между двумя обкладками фиксированного конденсатора. На самом деле, есть два вещества, которые образуют диэлектрик — материал, измерение которого требуется, и паровое пространство над ним.

Общее значение диэлектрической проницаемости изменяется по мере того, как количество одного материала увеличивается, а другого уменьшается.

г. Излучение: —

измеряемый материал поглощает излучаемую энергию. Как и в емкостном методе, паровое пространство над измеряемым материалом также имеет характеристики поглощения, но разница в поглощении между ними достаточно велика, чтобы измерение можно было довольно точно связать с измеряемым материалом.

H. Вес:: —

сила, обусловленная весом, может быть очень тесно связана с уровнем, когда ее плотность постоянна. Однако компоненты с переменной концентрацией или колебаниями температуры представляют трудности.

I. Сопротивление: —

Давление измеряемого материала сжимает два узко разделенных проводника вместе, уменьшая общее сопротивление цепи на величину, пропорциональную уровню.

J. Micro-Impulse: —

«время пролета», электрические импульсы запускаются и возвращаются с частотой, прямо пропорциональной уровню жидкости.

Статья Источник: Асииддин Н.

Измерение угла наклона и угла с помощью цифрового уровня

Клинометры, цифровые инструменты, используемые для измерения углов, быстро заменяют традиционные инструменты для измерения углов, такие как простые транспортиры. Это связано с тем, что с клинометрами проще обращаться, они более надежны и обеспечивают точные показания.

Благодаря этому сантехники, плотники, строители и непрофессионалы теперь могут использовать эти устройства для точного углового измерения любого уклона, не требуя специальных знаний в области машиностроения.

Если вы хотите инвестировать в цифровой уровень, это руководство поможет вам лучше понять прибор и объяснит все основные характеристики клинометров высшего качества.

Что такое измерение наклона и угла?

Высота или понижение любого объекта относительно направления силы тяжести называется наклоном или уклоном. Таких склонов может быть:

• Положительный: Движение вверх от земли / движение против силы тяжести
• Отрицательный: Спуск вниз, к земле / движение под действием силы тяжести

Измерение угла этих склонов с помощью датчиков наклона, инклинометров или традиционных транспортиров называется измерением наклона или угла.

Принцип цифровых инклинометров

В то время как инклинометры прежде всего относились к двум категориям (гравитационные и спиртовые уровни), развитие технологий привело к значительным изменениям в измерительном устройстве.

Сегодня к этим традиционным типам добавляются дополнительные функции в прецизионных моделях, и электронный наклонный ватерпас является ярким тому примером.

Цифровые инклинометры

сочетают в себе функции пузырьковых уровней с функциями электронных инклинометров, устройств, которые оснащены встроенными гироскопами для точного измерения наклона.

Таким образом, обычно все, что нужно сделать пользователю, — это положить прибор на поверхность, которую необходимо измерить, и они будут получать точные показания на цифровом дисплее.

Особенности и преимущества

По сравнению с обычными аналогами цифровые клинометры обладают функциями, которые оправдывают вложенные в них средства.

Хотя каждое устройство обязательно должно отличаться от другого, вот общие характеристики и преимущества использования электронных инклинометров.

Простота использования

Эти инструменты оснащены цифровым интерфейсом, который ясно представляет ваши результаты на экране, что упрощает их чтение и сокращает время использования.

Убедитесь, что вы не вкладываете деньги в устройство с ненужными сложностями; Если ваш уровень имеет несколько настроек, разберитесь со всеми функциями, прежде чем использовать его.

Также важно убедиться, что цифровой инклинометр уровня поставляется с четкими инструкциями, информирующими вас о любых новых или добавленных функциях, с которыми вы, возможно, не знакомы.

Быстрые и точные результаты

Измерение углов вручную может быть проблемой, независимо от того, насколько вы опытны в профессиональном плане — это отнимает много времени и оставляет место для человеческой ошибки.

Цифровые устройства

выполняют измерения и расчеты за вас и отображают только окончательный результат.

При покупке инклинометра убедитесь, что он чувствителен к углу до десятой степени. Это гарантирует, что ваш инструмент даст точные результаты, которые может быть трудно вычислить вручную.

Диапазон измерения

Все хорошие цифровые спиртовые уровни имеют максимальный диапазон измерения от 180 до 360 градусов.

Широкий диапазон измерений позволяет использовать ваш инструмент в самых разных областях и может быть полезен при выполнении нескольких работ. По сути, это означает, что вам не нужно покупать несколько инструментов для одной работы.

Переносимость

Большинство цифровых диапазонов легкие и выпускаются в больших и малых версиях.Маленькие версии легко носить с собой, они подходят по размеру для вашего ящика для инструментов и идеально подходят для работы в углах и ограниченном пространстве.

Как выбрать цифровой электронный уровень

Характер вашей работы имеет большое значение для определения того, какой тип уровня вам следует использовать. Естественно, для небольших помещений требуются компактные модели, которые могут поместиться в этих областях и проводить точные измерения.

Аналогичным образом, использование моделей, которые решают проблемы видимости, таких как звуковое сопровождение сигналов или светящиеся в темноте флаконы и дисплеи, упрощает измерение уклонов даже в темноте или в труднодоступных местах.

Также помогает, позволяет ли ваше устройство сохранять предыдущие показания для будущих сравнений или измерений точности.

Хороший вариант — SOLA DL. Он обладает всеми перечисленными выше функциями, поэтому вы получаете все преимущества клинометра и спиртового уровня в одном устройстве.

Как использовать цифровые уровни

Простой интерфейс и минимальное количество ручных операций с цифровыми уровнями — их главные преимущества.С помощью этого инструмента вы можете получить быстрые и точные показания через несколько секунд после того, как положите инструмент на поверхность.

Однако перед использованием клинометра необходимо убедиться в следующем:

• Убедитесь, что ваше устройство чистое и сухое.
• Калибруйте инструмент каждый раз.
• Подождите, пока показания стабилизируются, прежде чем снимать прибор или записывать значение.
• Чтобы получить показание 0,0 градуса, отрегулируйте инструмент соответствующим образом.

Чтобы узнать больше, посмотрите видео ниже.

барометр | Национальное географическое общество

Атмосферное давление — индикатор погоды. Изменения в атмосфере, в том числе изменения атмосферного давления, влияют на погоду. Метеорологи используют барометры для прогнозирования краткосрочных изменений погоды.

Быстрое падение атмосферного давления означает, что прибывает система низкого давления.Низкое давление означает, что не хватает силы или давления, чтобы оттолкнуть облака или шторм. Системы низкого давления ассоциируются с пасмурной, дождливой или ветреной погодой. Быстрое повышение атмосферного давления вытесняет эту пасмурную и дождливую погоду, очищая небо и принося прохладный сухой воздух.

Барометр измеряет атмосферное давление в единицах измерения, называемых атмосферой или барами. Атмосфера (атм) — это единица измерения, равная среднему давлению воздуха на уровне моря при температуре 15 градусов по Цельсию (59 градусов по Фаренгейту).

Количество атмосфер уменьшается с увеличением высоты, потому что плотность воздуха ниже и оказывает меньшее давление. По мере уменьшения высоты плотность воздуха увеличивается, как и количество атмосфер. Барометры должны быть настроены на изменение высоты, чтобы получать точные показания атмосферного давления.

Типы барометров

Барометр ртутный

Ртутный барометр — старейший тип барометра, изобретенный итальянским физиком Евангелистой Торричелли в 1643 году.Торричелли провел свои первые барометрические эксперименты, используя трубку с водой. Вода относительно легкая по весу, поэтому пришлось использовать очень высокую трубку с большим количеством воды, чтобы компенсировать более тяжелый вес атмосферного давления.

Водяной барометр Торричелли имел высоту более 10 метров (35 футов) и возвышался над крышей его дома! Это странное устройство вызвало подозрения у соседей Торричелли, которые думали, что он причастен к колдовству. Чтобы сделать свои эксперименты более секретными, Торричелли пришел к выводу, что он может создать барометр гораздо меньшего размера, используя ртуть, серебристую жидкость, которая весит в 14 раз больше воды.

У ртутного барометра есть стеклянная трубка, закрытая сверху и открытая снизу. На дне пробирки находится лужа ртути. Ртуть находится в круглой неглубокой посуде, окружающей трубку. Ртуть в трубке сама приспособится к атмосферному давлению над тарелкой. По мере увеличения давления ртуть поднимается по трубке. Трубка помечена серией измерений, которые позволяют отслеживать количество атмосфер или баров. Наблюдатели могут определить давление воздуха, посмотрев на точку остановки ртути на барометре.

Барометр-анероид

В 1844 году французский ученый Люсьен Види изобрел барометр-анероид. Барометр-анероид имеет герметичную металлическую камеру, которая расширяется и сжимается в зависимости от атмосферного давления вокруг него. Механические инструменты измеряют, насколько камера расширяется или сжимается. Эти измерения совпадают с атмосферой или столбиками.

Барометр-анероид имеет круглый дисплей, который показывает текущее количество атмосфер, как часы.Одна рука движется по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы указать текущее количество атмосфер. Термины «шторм», «дождь», «перемены», «ясный» и «сухой» часто пишутся над цифрами на циферблате, чтобы людям было легче интерпретировать погоду. Барометры-анероиды постепенно вытеснили ртутные барометры, потому что они были проще в использовании, дешевле покупать и легче транспортировать, поскольку в них не было жидкости, которая могла бы пролиться.

Некоторые барометры-анероиды используют механический инструмент для отслеживания изменений атмосферного давления в течение определенного периода времени.Эти барометры-анероиды называются барографами. Барографы — это барометры, подключенные к иглам, которые делают отметки на рулоне соседней миллиметровой бумаги. Барограф записывает количество атмосфер по вертикальной оси и единицы времени по горизонтали. Инструмент отслеживания барографа будет вращаться, как правило, один раз в день, неделю или месяц. Пики на графике показывают, когда давление воздуха было высоким или низким, и как долго эти системы давления прослужили. Например, сильный шторм будет отображаться на барографе как глубокий и широкий провал.

Цифровые барометры

Современные цифровые барометры измеряют и отображают сложные атмосферные данные более точно и быстро, чем когда-либо прежде. Многие цифровые барометры отображают как текущие барометрические показания, так и предыдущие показания за 1, 3, 6 и 12 часов в формате гистограммы, как на барографе. Они также учитывают другие показатели атмосферы, такие как ветер и влажность, чтобы делать точные прогнозы погоды. Эти данные архивируются и хранятся в барометре, а также могут быть загружены в компьютер для дальнейшего анализа.Цифровые барометры используются метеорологами и другими учеными, которым нужны актуальные атмосферные показания при проведении экспериментов в лаборатории или в полевых условиях.

Цифровой барометр сейчас является важным инструментом во многих современных смартфонах. Этот тип цифрового барометра использует данные атмосферного давления для получения точных показаний высоты. Эти показания помогают GPS-приемнику смартфона более точно определять местоположение, значительно улучшая навигацию.

Разработчики и исследователи также используют возможности краудсорсинга смартфонов, чтобы делать более точные прогнозы погоды.Такие приложения, как PressureNet, автоматически собирают барометрические измерения от каждого из своих пользователей, создавая обширную сеть атмосферных данных. Эта сеть передачи данных упрощает и ускоряет отображение штормов по мере их развития, особенно в районах с небольшим количеством метеостанций.

ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ

ИЗМЕРЕНИЯ И ПРИБОРЫ