Как пользоваться теодолитом? Устройство, поверки и юстировки теодолита

Качество строительного объекта определяется по разным критериям. В списке обязательных пунктов при выполнении экспертного осмотра значатся: состав материала, надежность соединений, соответствие конструкций требованиям безопасности и т. д. Отдельно рассматривается и выдержка геометрических линий, по которым осуществлялись монтажные работы. Чтобы не допустить просчетов и отклонений в процессе устройства строительных конструкций, инженеры применяют теодолит. Это измерительный прибор, который позволяет оценить корректность формирования углов по вертикали и горизонтали. Аппарат хоть и представляет собой небольшое устройство, в работе требует особой подготовки. Поэтому перед строительными мероприятиями стоит разобраться с вопросом о том, как пользоваться теодолитом, чтобы получить максимально точные результаты.

Устройство теодолита

Классическая конструкция представляет собой комбинацию из смотровой трубы и стоек, которые ее удерживают. Для управления наведением предусмотрен специальный визир – подобные настройки могут по-разному осуществляться в зависимости от модели. Труба позволяет замерять вертикальный угол, а операции с горизонталью выполняются посредством соответствующего круга, в состав которого входят лимба и алидада.

Используя увеличительную оптику, геодезист может рассматривать целевой объект на больших расстояниях от него. Причем не обязательно такие приспособления должны входить в базовый комплект. Увеличить дальность действия инструмента без потери в точности можно при помощи специальной оптической оснастки. Для удобства просмотра инструмент снабжается окуляром, имеющим перекрестное деление шкал. Кроме того, геодезические модели обеспечиваются защитными средствами. В частности, линейка теодолита, предназначенная для фиксации в одном положении, может иметь кожух, предотвращающий риск изменения положения.

Принцип работы инструмента

В общих чертах работу инструмента можно охарактеризовать как аналог функции классических нивелиров и угломеров. Но в данном случае усложненная "начинка" позволяет выполнять схожие действия с более высокой точностью и удобством. Все операции основываются на принципах геометрических вычислений. Исходными данными выступают полученные в ходе установки инструмента показания. Собственно, главная часть работы заключается в правильной постановке инструмента. Далее принцип действия теодолита зависит от типа оборудования – это может быть традиционный оптический, электронный или лазерный аппарат. В первом случае пользователь должен самостоятельно установить физические объекты, которые выступят точками отсчета для вычислений. Если же используется электронная модель, то нулевые отметки будут зафиксированы автоматически. В дальнейшем все зависит от объекта, для которого производятся расчеты. Также дается информация о требуемых операциях, и в считанные мгновения прибор выдает сведения о погрешностях и отклонениях. Теперь стоит подробнее рассмотреть наиболее распространенные вариации данного устройства.

Разновидности теодолитов

Наиболее распространен оптический теодолит, в составе которого предусмотрен микроскоп, обеспечивающий возможность визуального определения погрешностей. С точки зрения эргономики и точности замеров это наименее выгодный вариант, хотя и самый дешевый. Пользователь такого инструмента доложен самостоятельно определять отклонения в горизонтальных и вертикальных плоскостях по отношению к устанавливаемому объекту. Недостатком оптических моделей является зависимость от внешних условий. Например, многие начинающие геодезисты задаются вопросом о том, как пользоваться теодолитом, если дневного света недостаточно. Поможет только опциональное дополнение в виде зеркала для подсветки. Оно также может быть встроено в корпус аппарата, но в любом случае его нужно иметь под рукой.

Электронные модели оснащены датчиками, которые считывают показания об измерениях и транслируют их на дисплей. То есть от пользователя не требуется смотреть в экран и самостоятельно высчитывать оптические показания. Однако такие модели чувствительны к механическим воздействиям. Так, в переносных операциях исключить риск повреждений и ударов поможет линейка теодолита в виде алидады и трегера. При этом нельзя брать прибор за зрительную трубу. Что касается лазерных модификаций, то они являются подвидом электронного устройства. К отличиям же этого аппарата можно отнести возможность более точной лазерной расстановки контрольных точек.

Поверка теодолита по круглому уровню

Чаще всего в работе с теодолитом требуется поверка круглого уровня и сетки нитей. В первом случае калибровка выполняется с целью обеспечения параллельности двух осей – от упомянутого круглого нивелира и плоскости вращения уровня. Надо отметить, что поверки и юстировки теодолита всегда выполняются с помощью специальных регуляторов. В данном случае поверка реализуется путем манипуляций с подъемными винтами, которые позволяют привести пузырек в нуль-пункт. Параллельно с этим действием отслеживается взаимное положение двух целевых осей.

Поверка по сетке нитей

В случае с сеткой нитей целью является обеспечение перпендикулярности горизонтального штриха. При этом вертикальный штрих должен идти параллельно в отношении оси вращения уровня. Поверка по вертикальному штриху выполняется при помощи отвеса, подвешиваемого в 25 м от уровня. По круглому нивелиру необходимо привести ось в отвесную позицию. Далее производится совмещение двух осей в соответствии с требованиями калибровки. В отношении горизонтали надо отметить, что этот параметр гарантируется производителем. Правда, в некоторых моделях поверки и юстировки теодолита могут осуществляться комплексно посредством изменения люфта в отверстиях фиксирующих винтов. Опытные геодезисты могут менять позиции таких осей, если эта возможность предусматривается конструкцией.

Юстировка инструмента

Данную процедуру выполняют с целью ликвидации отклонений, вызванных неточной настройкой механических узлов инструмента. К примеру, поводом для произведения калибровки такого типа может стать неправильно отрегулированный цилиндрический уровень теодолита, при котором алидада показывает недопустимое смещение пузырька. Непосредственно юстировка предусматривает регуляцию наводящих винтов, которые, в свою очередь, корректируют параметры алидады так, что горизонтальный круг становится на показания с правильным отсчетом.

Замер угла

В точках, где планируется возведение строительных конструкций, необходимо предусмотреть временный каркас. При помощи теодолита на одну из выделенных точек установленной конструкции направляется окуляр, который будет взят за ноль. Чтобы изначально обеспечивались корректные показания, следует рассмотреть вопрос о том, как пользоваться теодолитом на неровной местности. Для этого важно заранее обеспечить в первую очередь надежную основу. Далее в грунт внедряются опорные стойки, желательно также выполнить дополнительную фиксацию.

Затем можно приступать к вычислению углов. По отношению к начальной точке выбирается позиция, от которой будут производиться дальнейшие расчеты. Это может быть и вертикальный угол, и вычисления по горизонтали. Шкала с координатами позволит выполнить замеры с небольшой погрешностью. В случае с электронными моделями расчеты производятся за несколько секунд автоматически.

Производители теодолитов

Данный сегмент можно охарактеризовать как узкоспециализированный и рассчитанный на профессиональное проектирование. Соответственно, и компаний в данной нише представлено немного. Традиционно качественное измерительное оборудование для строительной отрасли выпускает фирма ADA, в линейке которой можно найти модели для разных задач. Например, специально для вертикального проектирования предусмотрена линейка ADA Vertical. Для универсального применения подойдет теодолит Vega Teo, к особенностям которого можно отнести наличие двух дисплеев, предоставляющих расчетные данные с высокой точностью. Впрочем, за эргономику и функционал такого оборудования придется заплатить немалые деньги – порядка 50-60 тыс. руб.

Заключение

Казалось бы, стандартные угломеры и самонивелирующие устройства вполне могут решить задачи проектирования. Но по мере усложнения технологий строительства растут и требования к точности геометрических измерений. Поэтому и вопросы о том, как пользоваться теодолитом и его высокотехнологичной оснасткой, встречаются все чаще. Уже недостаточно иметь базовые навыки обращения с оптической шкалой. Для эффективного использования цифровых и лазерных измерителей следует также иметь представление о поверках и юстировках. Калибровка, от которой зависит точность замеров, предусматривает выполнение связанных настроек механической части и оптики инструмента. В дальнейшем повышение сложности проектировочных операций отражается и на увеличении качества строительных объектов, поэтому использование современных теодолитов себя полностью оправдывает.