Пародонтология, или лечение дёсен

Нормирование операции. тшт = то тв тоб.от– норма штучного времени

Теодолит технической точности, его устройство

Для работ технической точности применяются оптические теодолиты Т15, ТЗО и др. равноценные по точности. Технические теодолиты обычно имеют небольшие размеры и массу, просты в использовании, снабжены простейшим отсчетным приспособлением.

Общий вид теодолита ТЗО представлен на рис. 5.22. У теодолита ТЗО сопряжение горизонтального лимба с его осью вращения повторительного типа. Отсчетная система одноканальная с отсчитыванием по одной стороне лимба горизонтального и вертикального кругов.

Вертикальная ось теодолита полая с опорой на подшипник в нижней части. Зрительная труба теодолита может использоваться как оптический центрир. В этом случае ее устанавливают вертикально объективом вниз и визируют на точку на земле через отверстие в полой вертикальной оси.

Последняя модель теодолита 4Т30П снабжена оптическим цен-128 триром.

Рис. 5.22. Общий вид теодолита: а — при положении вертикального круга лево (КЛ); б — при круге право (КП):

• 1 — наводящий винт горизонтального круга; 2 — окуляр микроскопа;
• 3 — зеркало подсветки; 4 — боковая крышка колонки; 5 — посадочный паз для буссоли при вертикальном круге; 6 — уровень при трубе;
• 7 — юстировочная гайка уровня при трубе; 8 — колпачок;
• 9 — диоптрийное кольцо окуляра; 10 — наводящий винт зрительной трубы; 11 — наводящий винт алидады ГК; 12 — подставка;
• 13 — подъемные винты; 14 — втулка упорная; 15 — основание;
• 16 — упорная гильза; 17 — юстировочный винт уровня;
• 18 — закрепительный винт алидады; 19 — уровень при алидаде ГК;
• 20 — кремальера; 21 — закрепительный винт трубы; 22 — визир;
• 23 — колонка; 24 — закрепительный винт ГК

Рассмотрим более подробно главные части технического теодолита и некоторые особенности отдельных узлов и деталей точных и высокоточных теодолитов.

Зрительная труба. Для точного визирования теодолит снабжен зрительной трубой. Ее назначение — создать строго фиксируемую визирную линию и обеспечить необходимую точность визирования на удаленные предметы. Зрительная труба имеет металлический корпус (тубус) и конструктивно соединена с полой горизонтальной осью вращения, которая двумя концами (цапфами) помещена в лагеры — втулки в колонках теодолита.

Различают трубы с внешней (труба Кеплера) и внутренней фокусировкой. В современных приборах, как правило, используют трубы с внутренней фокусировкой. Зрительные трубы ранее выпускавшихся приборов в основном были астрономическими, т. е. дающими обратное изображение. В последние годы в приборах стали использовать трубы, дающие прямое изображение наблюдаемых предметов.

Зрительная труба с внутренней фокусировкой (рис. 5.23) состоит из следующих основных оптических частей:

Рис. 5.23. Схема зрительной трубы теодолита с внутренней фокусировкой:

LtuL2 — положительный и отрицательный компоненты телеобъектива, L3 — окуляр; 1 — кремальера (кольцо) для перемещения фокусирующей линзы; 2 — окулярная трубка; 3 — сетка нитей; 4 — корпус трубы

— объектив (обращенная к предмету часть), строит оптическое обратное изображение удаленного предмета в своей задней фокальной плоскости. Оправа объектива является его диафрагмой и входным зрачком;

L2 — фокусирующая линза;

?3 — окуляр (часть оптической системы трубы, обращенная к наблюдателю), через который рассматривают полученное оптическое изображение, совмещенное с передней фокальной плоскостью окуляра. Окуляр выполняет роль лупы, увеличивающей оптическое изображение предмета;

сетка нитей — плоскопараллельная пластинка в металлической оправе (диафрагме), устанавливаемая в плоскости изображения, т. е. в задней фокальной плоскости объектива; на ней выгравированы пересекающиеся линии (штрихи) и расположена она в передней фокальной плоскости окуляра.

В трубе расстояние между объективом и сеткой нитей не изменяется, и фокусирование изображения выполняется перемещением фокусирующей (рассеивающей двояковогнутой) линзы L2 посредством кремальеры или кольца (рис. 5.23).

130

Пересечение средних штрихов сетки образует крест нитей, служащий для наведения визирной оси трубы на точки местности. В простейшем виде на стеклянной пластинке нанесены взаимно перпендикулярные штрихи (нити) сетки (рис. 5.24). Вертикальная нить сетки служит для наведения трубы на веху или какой-либо другой ориентир, поэтому необходимо установить ее строго вертикально.

Двойные вертикальные штрихи называются биссектором сетки нитей. Наблюдение (визирование) на наблюдаемую цель биссектором выполняется точнее, чем одной нитью. Точка Пересечения вертикальной нити со средней горизонтальной (крест нитей) определяет положение одной из точек визирной оси.

Рис. 5.24. Виды сетки нитей зрительной трубы

Прямая, соединяющая крест нитей сетки с оптическим центром объектива, называется визирной осью. Воображаемое продолжение визирной оси до наблюдаемой цели — линия визирования.

При необходимости выполнения геометрических условий в приборе оправа (диафрагма) сетки нитей может перемещаться в вертикальной и горизонтальной плоскостях посредством исправительных винтов, которые обычно закрыты навинчивающимся колпачком со стороны окуляра.

Ход лучей в трубе и принцип получения изображения предмета показаны на рис. 5.25.

Качество изображения в зрительной трубе, точность наведения на предметы местности существенно зависят от оптических показателей: увеличения, размеров поля зрения, фокусного расстояния, аберраций и т. д.

Рис. 5.25. Ход лучей в трубе с внутренней фокусировкой:

Ot, О2, Оф, Оэ — оптические центры объектива, окуляра, фокусирующей линзы, эквивалентной линзы; F,, F3 — передние фокусы объектива и эквивалентной линзы; F2, F2‘ — передний и задний фокусы окуляра;

а2Ъ2 — уменьшенное действительное обратное изображение предмета АВ; А’В’ — мнимое увеличенное изображение предмета АВ; ftuf2 — фокусные расстояния объектива и окуляра; а — угол, под которым виден предмет невооруженным глазом; р — угол, под которым виден предмет вооруженным глазом (в окуляр зрительной трубы)

В зрительной трубе действительное изображение предмета, т. е. а2Ь2 рассматривается через окуляр, расположенный отданного изображения на расстоянии, меньшем /2. Поэтому вместо а2Ь2 вид- 131

но его мнимое прямое увеличенное в и раз изображение А’В’. Здесь увеличение трубы равно

о = 0 /а или и « Д / /2. (5.17)

Увеличением и трубы называется отношение угла 0, под которым предмет АВ виден вооруженным глазом (в зрительную трубу), к углу а под которым этот предмет виден невооруженным глазом.

Определение увеличения трубы через фокусные расстояния объектива и окуляра будет приближенным, т. к. малая величина f2 (около 8—10 мм) определяется с большой погрешностью.

Зрительные трубы геодезических приборов увеличивают в 20 —60 и более раз, увеличение зрительных труб технических теодолитов обычно бывает 20 — 25х.

Практически увеличение трубы можно определить при помощи рейки, стоящей в 5 — 10 м от теодолита и наблюдаемой одновременно обоими глазами: одним глазом непосредственно на рейку, а другим — в трубу. При этом два видимых изображения делений рейки проектируются одно на другое.

Зная увеличение трубы, можно определить точность визирования, т. е. точность, с которой совмещается крест нитей сетки и изображение точки наблюдаемого предмета.

Из исследований нормального человеческого глаза известно, что две точки в пространстве не кажутся сливающимися, если угол между лучами, идущими от глаза на эти точки, не меньше Г. Поэтому такой угол называется критическим углом зрения нормального невооруженного глаза, и точность визирования невооруженным глазом считают равной Г (60″).

Для вооруженного глаза критический угол зрения уменьшается пропорционально увеличению трубы. Поэтому точность визирования зрительной трубы выражают формулой

tv = 60’7u. (5.18)

Пример. Примем и = 20х, тогда = 60’720 = 3″, т. е. с точностью до 3″ можно навести визирную ось зрительной трубы с увеличением о = 20х на наблюдаемую точку.

С увеличением и трубы связано обратной зависимостью поле зрения, т. е. пространство, видимое в трубу при неподвижном ее положении. Оно измеряется углом, определяемым по формуле:

В технических теодолитах труба переводится через зенит объ-132 ективным и окулярным концами. Труба вместе с алидадной частью вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси теодолита и в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси вращения трубы.

Визирная ось зрительной трубы конструктивно должна быть перпендикулярна ее оси вращения. В этом случае при вращении зрительной трубы образуется вертикальная плоскость, называемая коллимационной плоскостью.

При измерении углов наклона небольшие перемещения трубы (визирной оси) в вертикальной плоскости при закрепленной трубе осуществляются с помощью наводящего винта, раположенного на колонке теодолита.

Любое измерение теодолитом включает отсчеты по горизонтальному и вертикальному кругам. Современные теодолиты оснащены оптической системой изображения делений лимбов в отсчетном устройстве. Лимбы горизонтальных кругов оцифрованы от 0° до 359° по ходу часовой стрелки.

Отсчетные системы теодолитов включают лупы и микроскопы, которые служат для построения увеличенных изображений делений лимбов и шкал. В более поздних моделях теодолитов предпочтение отдается шкаловым микроскопам (2Т30, 2Т30П, 4Т30П, Т5К, 2Т5К, ЗТ5КП) и оптическим микрометрам (Т2, 2Т2).

Окуляр шкалового микроскопа обычно расположен рядом с окуляром зрительной трубы (рис. 5.22, а) .

Ход лучей при формировании отсчетов по горизонтальному и вертикальному кругам теодолита типа ТЗО можно увидеть на рис. 5.21.

Отсчеты по лимбу производят с помощью шкал, вид которых для различных типов теодолитов показан на рис. 5.26.

В верхнюю часть поля зрения отсчетного микроскопа, отмеченную буквой «В», проецируются изображения отсчетной шкалы и вертикального лимба, в нижнюю, отмеченную буквой «Г»,— изображения шкалы и горизонтального лимба.

Для оценки доли градусного интервала используются шкалы с различной ценой деления (5′ — если градусный интервал делится на 12 делений; Г — если делится на 60 делений).

Известно, что видимый интервал между штрихами шкалы составляет 1 — 3 мм, тогда погрешность оценки доли деления при условии физиологической возможности глаза составляет 0,05 — 0,1 деления, что в первом случае составит 15 — 30”, а во втором — 3 — 6″. Доли деления оцениваются на глаз с округлением до 0,1 интервала.

Индексом для отсчета служит штрих лимба попадающий на шкалу. Например, на рис. 5.26, а цена деления шкалы для горизонтального и вертикального кругов 5′, а 0,1 деления соответствует 0,5′ 133

• (точность отсчета); тогда отсчет по горизонтальному кругу будет формироваться так:
  • 125° — подпись на лимбе,
  • 05′ — целое деление шкалы слева от индекса,
  • 1,5′ — как 0,3 деления шкалы умноженное на 0,5′.

Итого: отсчет 125°06,5′.

Шкала для вертикального круга имеет два ряда цифр: от 0 до 6 и от -0 до -6. Шкалу с минусами используют в том случае, когда в пределах шкалы находится штрих лимба с тем же знаком, и записывают показание также со знаком минус. Например, по вертикальному кругу на рис. 5.26, а отсчет — 0°26′.

Поле зрения отсчетного микроскопа теодолита ЗТ5КП (рис. 5.26, б) содержит информацию о том, при каком положении вертикального круга произведен отсчет. Эта информация содержится в боковых, попеременно закрывающихся окошках с нанесенными на них обозначениями П (круг справа) и Л (круг слева).

Цена деления шкалы для горизонтального и вертикального кругов Г, тогда отсчет по горизонтальному кругу при П будет формироваться так:

• 127° — подпись на лимбе,
• 05′ — пять целых делений шкалы слева от индекса,
• 0,6′ — как 0,6 деления шкалы (точность отсчета 0.Г).

Итого: отсчет 127°05,6′.

Рис. 5.26. Поле зрения окуляра отсчетного микроскопа:

а — теодолита 4Т30П (отсчеты: по вертикальному кругу—0°26′; по горизонтальному кругу 125°06,5′); б — теодолита ЗТ5КП (отсчеты: по вертикальному кругу —0°23,5′; по горизонтальному кругу 127°05,6′)

Одновременно с этим поле зрения отсчетного микроскопа (рис. 5.26, б) содержит информацию о том, что шкала вертикального круга имеет два ряда цифр, расположенных выше и ниже шкалы. 134 По обе стороны шкалы расположены математические символы « » и «-», которые в зависимости от того, при каком положении вертикального круга (П или Л) производится измерение, одна пара символов оказывается открытой, а другая закрытой.

Верхний символ относится к верхнему ряду цифр шкалы, нижний — к нижнему. Символ «-», а следовательно, и весь ряд сопряженных с ним цифр используется, когда в пределах шкалы находится штрих вертикального круга со знаком «-», и наоборот, знак « » и весь ряд сопряженных с ним цифр используется, когда в пределах шкалы штрих вертикального круга не имеет знака. Например, на рис. 5.26, б отсчет по вертикальному кругу: — 0°23,5‘.

Теодолиты Tl, Т2 снабжены оптическими микрометрами, с помощью которых отсчеты по вертикальному и горизонтальному кругам можно брать с точностью до десятых долей секунды.

Уровни в геодезических приборах служат для установки оптико-механических узлов и осей прибора в горизонтальное или вертикальное положение. Уровни могут быть съемными (например, накладные на горизонтальную ось высокоточного теодолита) или жестко скрепленными с прибором.

В зависимости от принципа действия уровни подразделяют на жидкостные, электромеханические, маятниковые и т. п.

Основными элементами жидкостного уровня являются его чувствительный элемент (ампула с жидкостью и пузырьком) и оправа для крепления. Жидкостные уровни бывают круглые и цилиндрические.

В круглом уровне (рис. 5.27) в качестве ампулы используется стеклянный сосуд 3, внутренняя поверхность которого отшлифована и представляет собой часть сферической поверхности. Сосуд почти полностью заполнен легкоподвижной жидкостью (серный эфир или спирт), а оставшееся свободное пространство — парами жидкости (пузырек уровня).

На наружной части ампулы круглого уровня выгравировано несколько концентрических окружностей, центр которых является нуль-пунктом. Линия радиуса сферической поверхности OOV проходящая через нуль-пункт называется осью круглого уровня (рис. 5.27, б). Когда пузырек уровня в нуль-пункте, ось его занимает отвесное положение.

Рис. 5.27. Круглый уровень: а — внешний вид; б — разрез (1 — исправительный винт, 2 — оправа, 3 — ампула, 4 — пузырек)

Цена деления круглых уровней колеблется от 3′ до 15′, Круглые уровни применяются там, где требуется быстрая предварительная установка прибора в рабочее положение.

В цилиндрическом уровне (рис. 5.28, а) ампула представляет собой стеклянную трубку 2, внутренняя поверхность которой отшлифована в виде бочкообразного тела вращения и заполнена жидкостью. Свободное пространство с парами жидкости (пузырек уровня 3) обычно составляет 0,3 — 0,4 длины ампулы при t=20 °C.

Ампула уровня заключена в оправу 1, имеющую регулировочные винты 5, 6. Цилиндрические уровни могут быть простыми, без регулировки длины пузырька, и камерными, имеющими у одного из концов небольшую стеклянную перегородку— камеру 4 для удержания части пузырька, поскольку его длина может заметно меняться с изменением температуры жидкости. Длина пузырька изменяется наклоном прибора.

Рис. 5.28. Цилиндрический уровень:

а — разрез (1 — оправа, 2 — ампула, 3 — пузырек, 4 — запасная камера, 5, 6 — исправительные винты); б — деления ампулы; в — ось и цена деления уровня

Если ось уровня расположена горизонтально, то середина пузырька занимает всегда самое высокое положение. Для того чтобы можно было фиксировать положение концов пузырька уровня, на внешней поверхности ампулы наносят шкалу с делениями / через 2 мм. Нанесенный или воображаемый средний штрих шкалы О называется нуль-пунктом (рис. 5.28, б, в).

Касательная АВ к внутренней поверхности в нульпункте шкалы О называется осью цилиндрического уровня, а центральный угол т, опирающийся на дугу, равную одному делению, называется ценой деления уровня (рис. 5.28, в):

т = (l/R) р», (5.20)

где R — радиус дуги; р» = 206265″.

Практический способ определения цены деления уровня опи-136 сан в [14].

В геодезических приборах применяются цилиндрические уровни с ценой деления от 2″ до 60″. Цена деления уровня определяет его чувствительность, т. е. способность реагировать на малые изменения наклона своей оси. Для невооруженного глаза она соответствует в среднем 0,1 — 0,2 мм дуги уровня, или составляет 0,15 т.

По конструктивным особенностям цилиндрические уровни бывают: обычные (односторонние); реверсивные (со шкалами на двух противоположных сторонах ампулы); контактные (с системой призм и микрообъективов для получения совмещенного изображения половинок противоположных концов его пузырька); накладные, подвесные уровни и др.

При симметричном расположении пузырька относительно нульпункта ось цилиндрического уровня Wx занимает горизонтальное положение (рис. 5.29). По условию нуль-пункт в точке О, отрезок АО=ОВ, радиус ZO перпендикулярен Wv линия АВ горизонтальна, она является хордой дуги АОВ, перпендикулярна радиусу ZO и параллельна оси цилиндрического уровня WP

Рис. 5.29. Геометрия уровня

Рис. 5.30. Схема приведения лимба в горизонтальное положение

Следовательно, при параллельности оси уровня Wx и плоскости МХМ. (горизонтального крута теодолита) и расположении пузырька уровня симметрично относительно нуль-пункта О линия MtM будет горизонтальна.

Таким образом, для установки лимба в горизонтальное положение необходимо выполнить два условия:

• 1) ось цилиндрического уровня должна быть параллельна плоскости лимба;
• 2) пузырек уровня должен располагаться симметрично относительно нуль-пункта.

Первое условие требует поверки уровня и юстировки (регулировки). Для этого уровень имеет специальный исправительный (юстировочный) винт.

Второе условие (горизонтирование) выполняется при каждой установке прибора в рабочее положение подъемными винтами в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Примечание. Аналогичные условия должны выполняться и при использовании цилиндрического уровня для приведения любой поверхности в горизонтальное положение.

Поверка и юстировка уровня на геодезическом приборе производится перед полевыми измерениями в следующем порядке: устанавливают головку штатива на глаз горизонтально над точкой; закрепляют теодолит на штативе становым винтом; затем уровень (поворотом алидады) устанавливается параллельно линии, проходящей через два подъемных винта; одновременным вращением этих винтов в противоположных направлениях пузырек уровня приводится в нульпункт (начальное положение).

Поворотом алидады (плоскости лимба и алидады параллельны между собой) устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта (второе положение) и выводят пузырек в нуль-пункт. Если бы было выполнено первое условие (рис. 5.31, нормальное положение), то горизонтальный круг занял бы горизонтальное положение.

Допустим, что ось уровня W1 не параллельна плоскости лимба и составляет с ним угол ср (1-е положение на рис. 5.31). Тогда лимб расположится под углом ZXZ (2-е положение)

прямая ON как образующая конуса отклонится от оси ZXZ опять на угол (р, но в другую сторону, оставаясь перпендикулярной оси Wv При этом ось W, (рис. 5.31, 2-е положение) будет отклонена от горизонта на угол у = 2п делений (смещение пузырька принимается пропорциональным углу отклонения).

Очевидно, что если теперь повернуть уровень при помощи исправительного винта вокруг точки К так, чтобы пузырек возвратился назад в сторону нуль-пункта на п/2 делений, то ось уровня станет параллельной плоскости лимба.

После этого плоскость горизонтального круга снова приводится в горизонтальное положение, как описано ранее.

Естественно, что при параллельности оси цилиндрического уровня и плоскости лимба поворот на 180° не будет вызывать смещения пузырька от нуль-пункта. Для технических теодолитов принято допустимым отклонение пузырька уровня от нуль-пункта не 138 более одного деления.

Так как поверка и исправление производятся методом последовательного приближения, то поворот алидады на 180° можно производить на глаз без отсчетов на лимбе горизонтального круга.

Если угол ср очень велик, то пузырек уровня после поворота алидады на 180° может уйти в самый конец уровня, поэтому для ускорения работы полезно дугу отклонения измерить шагом подъемных винтов. Для этого поступают так. Вращая винты в разные стороны и считая число поворотов винтов, приводят пузырек уровня в нульпункт ампулы.

Круглый уровень поверяют аналогично: сначала устанавливают по направлению двух подъемных винтов, а затем в таком же порядке по направлению третьего подъемного винта.