Поверки и юстировка теодолитов Т30 (2Т30).

Как сложный геодезический прибор, призванный обеспечить высокую точность производимых угломерных измерений, теодолит всегда должен быть корректно настроен, и его характеристики должны точно соответствовать заявленным производителем. По понятным причинам в ходе эксплуатации и/или транспортировки прибора расположение главных приборных осей может быть искажено.

Основной целью регулярных процедур поверки инструментов является выявление отклонений прибора от соблюдения геометрических условий и оптических или механических параметров отдельных узлов и механизмов – постоянной прибора, необходимых поправок и погрешностей и т.д.

Юстировка (регулировка) – последовательность действий, максимально исправляющая выявленные в процессе поверок проблемы, ошибки, отклонения.

Процедура юстировки теодолитов

Правильная реализация обязательных для корректной работы устройства поверок и юстировок обусловлено двумя моментами:

• становые, подъёмные, закрепительные, наводящие (микрометренные) и исправительные (юстировочные), составляющие систему винтов, должны вращаться плавно, обеспечивая малый ход подвижным частям инструмента;
• алидада горизонтального лимба должно перемещаться плавно.

По результатам проведенного анализа и выполненных настроек выявляется дальнейшая пригодность инструмента для осуществления работ заявленной точности.

Ключевые шаги поверки и юстировки теодолита состоят в следующем:

1. Приведение устройства в рабочее положение, включающее в себя центрирование, горизонтирование и фокусировку зрительной трубы под зрение конкретного оператора с целью получения чёткого отображения сетки нитей и опорной визирной точки.
2. Проверка соблюдения перпендикулярности оси цилиндрического уровня и вертикальной оси инструмента. При несоблюдении условий поверки регулировка выполняется приведением уровневого пузырька в нуль-пункт подъёмным винтом, а его отцентровка в нуль-пункте – исправительными винтами самого уровня.
3. Проверка соблюдения перпендикулярности горизонтальной нити сетки нитей и вертикальной оси инструмента. При несоблюдении условий настройка заключается в ослаблении винтов окулярного кольца и повороте сетки нитей до достижения результата, при котором движение визирной трубы не влияет на положение горизонтальной нити относительно опорной точки. Другим равнозначным способом регулировки может быть совмещение вертикальной оси сетки нитей с нитяным отвесом, расположенным в 10-15 метрах от местонахождения теодолита.
4. Проверка соблюдения перпендикулярности оси вращения визирной трубы и вертикальной оси инструмента. Поверка имеет допустимую погрешность, превышение которой требует юстировки теодолита, производимой квалифицированными специалистами сервисного центра или метрологических органов.
5. Проверка соблюдения параллельности вертикальной нити сетки нитей вертикальной оси теодолита. При невыполнении условия поверки юстировочными винтами исправляется расположение сетки нитей. После регулировки потребуется повторное выполнение пункта 4.

Поверки и юстировки теодолитов производят для выявления и устранения ошибок, вызванных отступлением от геометрических и оптико-механических требований, заложенных в конструкцию прибора.

1. Ход подъемных винтов должен быть плавным, размеренным, без качки и заеданий.

Регулируют ход винта, вращая при помощи шпильки регулировочную гайку в ту или другую сторону до тех пор, пока не будет достигнут равномерный ход винтов.

Круглый уровень

Рис. 3.22. Веха с круглым уровнем по микроскопу, равный месту

2. Азимутальная устойчивость штатива и треножника должна быть обеспечена при вращении алидады горизонтального круга.

Закрепляют теодолит на штативе, приводят вертикальную ось вращения прибора в отвесное положение, наводят сетку нитей зрительной трубы на какой-нибудь резко выделяемый предмет. При приложении слабых вращательных усилий к головке штатива сетка нитей зрительной трубы не должна отклоняться от предмета. В противном случае следует туже затянуть винты шарнира (барашки) ножек штатива.

Добившись устойчивости штатива, аналогично проверяют устойчивость треножника теодолита, при обнаружении отклонения сетки от изображения предмета следует подтянуть гайки, регулирующие ход подъемных винтов треножника.

3. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Устанавливают поверяемый уровень параллельно линии, соединяющей два подъемных винта треножника и, вращая их в противоположных направлениях, приводят пузырек уровня в нуль-пункт. Затем устанавливают уровень по направлению третьего подъемного винта и вновь приводят пузырек в нуль-пункт, чтобы привести ось вращения теодолита примерно в вертикальное положение. Берут отсчет по горизонтальному кругу и поворачивают алидаду горизонтального круга точно на 180°,точность установки проверяют по отсчетам по горизонтальному кругу. Если пузырек уровня отклонится от нуль-пункта, то его перемещают на половину дуги отклонения исправительным (юстировочным) винтом уровня, а на вторую половину — подъемным винтом треножника, по направлению которого он стоит.

Поверку и исправление следует выполнять до тех пор, пока после поворота алидады на 180° пузырек цилиндрического уровня будет либо оставаться в нуль-пункте, либо отклоняться от него не более чем 0,5 деления.

Поверка оси цилиндрического уровня по алидаде горизонтального может быть выполнена по способу Г. Ф. Лысова. Для этого теодолит устанавливают так, чтобы плоскость лимба была наклонена к горизонту не более чем на 2°, затем вращают алидаду с уровнем до тех пор, пока пузырек не станет в нуль-пункт, и берут отсчет по горизонтальному кругу, например 36°18′. Продолжают вращать алидаду до второго захода пузырька уровня в нуль-пункт и делают второй отсчет, например 218°02.’, После этого устанавливают алидаду на средний отсчет ± 90°. В нашем примере 37°10′.

4. Ось круглого уровня должна быть параллельна оси вращения теодолита.

Устанавливают при помощи исправленного цилиндрического уровня на алидаде горизонтального круга ось вращения теодолита в отвесное положение. Затем пузырек круглого уровня устанавливают в нуль-пункт при помощи трех винтов, крепящих оправу круглого уровня.

5. Визирная ось зрительной трубы теодолита должна быть перпендикулярна к оси ее вращения.

Приводят ось вращения теодолита в отвесное положение и наводят центральную точку пересечения сетки нитей зрительной трубы на удаленный, хорошо видный предмет. Затем берут отсчет по горизонтальному кругу (например, при круге право П^, переводят зрительную трубу через зенит и вновь наводят пересечение нитей сетки на тот же предмет, делают отсчет по горизонтальному кругу (при круге лево Л^ и вычисляют их разность: Пх—JIX. Полученная разность отсчетов Лх—П, может содержать ошибку, вызванную не только влиянием несоблюдения поверяемого условия, т. е. коллимационной ошибки С, но и эксцентриситетом алидады, величина которого в отдельных экземплярах теодолитов может достигать + Г. С целью исключения влияния эксцентриситета горизонтального круга в теодолитах с односторонним отсчитыванием берут отсчет по горизонтальному кругу, например Л2. Открепляют винт треножника, повертывают теодолит в треножнике на 180°, приводят вертикальную ось вращения теодолита в отвесное положение. Вновь наводят на тот же предмет, берут отсчет П2 и вычисляют разность Л2—П2.

Для исправления следует установить по горизонтальному кругу отсчет Л—С или П + С. Затем отвернуть колпачок, закрывающий винты и винты сетки нитей, и шпилькой при’слегка отпущенных вертикальных исправительных винтах сетки переместить оправу боковыми исправительными винтами до совмещения пересечения центра сетки нитей с изображением наблюдаемого предмета. Устранение коллимационной ошибки достигается в несколько приемов.

6. Вертикальная нить сетки (или биссектор) должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы (лежать в коллимационной плоскости трубы).

Закрепляют теодолит на штативе и тщательно приводят по выверенному цилиндрическому уровню на алидаде горизонтального круга его вертикальную ось в отвесное положение. Выбирают отчетливо видимую точку k (например, на стене), вращая алидаду горизонтального круга наводящим винтом, смотрят, не сходит ли изображение точки k со средней горизонтальной нити сетки. Если изображение точки k будет отходить от горизонтальной нити сетки более чем на три толщины штриха для теодолитов Т5,$2Т5, Т5К, 2Т5К и на треть биссектора для теодолита ;Т 15 (если убудет двигаться в середине между штрихами биссектора), то сетка установлена правильно. В противном случае следует отвернуть колпачок, закрывающий исправительные винты сетки, слегка отпустить инты, скрепляющие окулярную часть с корпусом трубы, и повернуть окулярную часть так, чтобы при вращении алидады горизонтального круга изображение точки k не сходило с горизонтальной нити сетки. После установки сетки нитей закрыть винты и навернуть колпачок.

7. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к вертикальной оси вращения теодолита.

Приводят основную ось вращения теодолита в отвесное положение и, закрепив лимб, наводят центр пересечения сетки нитей на точку k (например, на стене), расположенную в 20—30 м от теодолита под углом 30—50° к горизонту, закрепляют алидаду. После этого опускают зрительную трубу теодолита примерно до горизонтального ее положения и отмечают на стене проекцию центральной точки пересечения сетки нитей ax. Поворачивают алидаду на 180°, переводят трубу через зенит и вновь наводят пересечение центральной точки нитей на ту же точку k, затем опускают трубу до того же положения, как и в первом случае, и отмечают на стене проекцию точки пересечения сетки нитей а2. Если отмеченные на стене точки ах и а., не выходят за пределы биссектора нитей, то такой наклон оси вращения трубы теодолита допустим. Устранение несоблюдения поверяемого условия производится только в мастерской.

8. Место нуля вертикального круга должно быть близким к нулю.

Устанавливают в рабочее положение теодолит. Пересечением центральной точки сетки нитей зрительной трубы теодолита наводят на какую-нибудь хорошо видимую, удаленную на 150—200 м точку k и приводят пузырек уровня на алидаде вертикального круга в нуль-пункт в теодолитах Т15, Т5 и 2Т5. В теодолитах Т15К, Т5 и Т5К нет уровня при вертикальном круге, его роль выполняет самоустанавливающая система оптического компенсатора. Берут отсчет по вертикальному кругу. Переводят трубу через зенит и вновь наводят пересечение сетки нитей на центральную точку ту же точку k и перед отсчетом по вертикальному кругу пузырек уровня при алидаде вертикального круга приводят в нуль-пункт.

Место нуля (МО) вычисляют по формулам:

для теодолитов Т15, Т5 и Т5К

(3.2)

где П — отсчет по вертикальному кругу при круге право; J1 — отсчет по вертикальному кругу при круге лево;

для теодолитов Т15К, 2Т5 и 2Т5К, шкалы микроскопов вертикальных кругов которых имеют двойную оцифровку

(3.3)

Если МО отличается от нуля более чем на двойную точность оптического микрометра, его исправляют следующим образом.

В теодолитах Т15, Т5, 2Т5 устанавливают пузырек уровня при вертикальном круге в нуль-пункт и производят отсчет по вертикальному кругу. Затем наводящим винтом уровня уменьшают отсчет П—МО или МО —Л + 180° на величину места нуля (в случае необходимости прибавляют 360°) и ставят индекс отсчетного устройства на этот отсчет на вертикальном круге, а юстировочными винтами уровня вертикального круга приводят пузырек в нуль-пункт и снова повторяют поверку. Так повторяют поверку до тех пор, пока МО будет равно или близким 0°.

В теодолитах Т5К, 2Т5К приведение МО к 0° или близким к нему производится только в мастерской.

9. Одно деление горизонтального или вертикального круга должно быть равно длине шкалы отсчетного микроскопа.

Совмещают любой штрих горизонтального или вертикального круга с нулевым штрихом шкалы микроскопа. Отсчет снимают по следующему штриху круга. Разность между отсчитанным и номинальным его значением называют р е и о м. Величину рена определяют не менее чем по 12 совмещениям на разных участках каждого круга.

Для исправления рена микроскопа горизонтального круга теодолита необходимо предварительно снять боковую крышку подсветки и слегка ослабить винты нижнего блока. А затем, перемещая эти винты, а вместе с ними и оправу с линзами, вдоль оси, изменить увеличение микроскопа, т. е. добиться совмещения штрихов горизонтального круга со штрихами шкалы микроскопа. Исправление начинают с перемещения верхней линзы, при этом нарушится резкость изображения и появится параллакс. Затем, перемещая нижнюю линзу, устанавливают резкость изображения штрихов без заметного на глаз параллакса. По окончании установки следует закрепить винты и снова проверить рен.

Исправление рена вертикального круга производится аналогично изложенному для горизонтального круга путем перемещения линз объектива, закрепленных винтами верхнего блока.

10. Компенсатор теодолита должен обеспечивать неизменный отсчет по вертикальному кругу при наклоне вертикальной оси прибора в пределах, указанных в его паспорте.

Для поверки этого условия выбирают какую-либо визирную цель и устанавливают теодолит на штативе так, чтобы один из подъемных винтов треножника был расположен в направлении визирной цели. Приводят пузырек уровня при алидаде горизонтального круга в нуль-пункт и производят отсчет по вертикальному кругу при круге право П или круге лево Л. Затем наклоняют теодолит подъемным винтом треножника в направлении визирной цели на угол, ограничивающий диапазон действия компенсатора (определяя величину наклона по числу делений уровня), проверяют правильность установки теодолита по двум другим подъемным винтам, для этого наводят зрительную трубу на ту же цель и производят отсчет по вертикальному кругу. То же самое выполняют при наклоне теодолита на такой же угол в другую сторону, т. е. в сторону наблюдателя.

Отсчеты по вертикальному кругу, полученные при наклонах теодолита в двух противоположных направлениях (при положении пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункте), должны находиться в пределах точности отсчета по этому кругу. Кроме того, следует убедиться, что наклон теодолита в боковых направлениях не влияет на точность измерения вертикальных углов. Для этого наклоняют теодолит на такой же угол вправо и влево от наблюдателя, наводят зрительную трубу на ту же цель и производят отсчеты по вертикальному кругу. Полученные отсчеты также должны находиться в пределах Точности отсчитывания по кругу.

11. Визирная ось оптического центрира, размещенного в али-дадной части теодолита, должна совпадать с его вертикальной осью вращения.

Для выполнения этой поверки наблюдают за положением изображения точки местности относительно центра сетки нитей при вращении алидады вокруг вертикальной оси.

Если изображение точки местности уходит с центра сетки оптического центрира, тогда отвинчивают два винта и отсоединяют крышку оптического центрира от бовокой крышки теодолита.

Освобождая слегка винты, скрепляющие окулярное колено оптического центрира, и перемещая его в плоскости боковой крышки, добиваются совмещения визирной оси оптического центрира с вертикальной осью вращения теодолита.

Снова наблюдают за положением изображения точки местности относительно центра сетки при вращении алидадной части. В этом случае изображение точки местности не должно перемещаться относительно центра сетки оптического центрира.

В теодолитах 2Т2, 2Т5К и 2Т5 оптические центриры юстируют только в мастерской.

Правила и частота проведения юстировки

После выполнения юстировочных процедур, производимых при рабочем положении инструмента, должны соблюдаться следующие критерии:

• вертикальная ось вращения геодезического устройства должна быть абсолютно отвесна;
• вертикальность визирной плоскости;
• горизонтальность плоскости горизонтального круга.

Обязательные плановые поверки и последующие юстировки должны выполняться раз в межповерочный интервал, продолжительность которого устанавливается государственными метрологическими службами организации-владельца теодолитов. По умолчанию, межповерочный интервал равен одному календарному году, и может корректироваться организацией, которой принадлежит теодолит, по согласованию с территориальным органом государственной метрологической службы.

В любой момент эксплуатации, особенно при активном использовании инструмента, его транспортировке или длительном хранении необходимо проводить периодические проверки его состояния и соответствия эксплуатационных характеристик заявленным производителем.

Поверки и возможные в полевых условиях юстировки рекомендуется выполнять перед началом любых строительных работ, так как только в этом случае будет полная уверенность в точности измерений. Специализированные юстировки ювелирной точности должны выполняться исключительно техническими специалистами метрологических компаний, имеющих государственную лицензию на проведение такого рода работ.

Если теодолит не соответствует условиям одной из поверок и юстировка по каким-либо причинам не принесла нужного результата или оказалась невозможна, инструмент признается негодным и выводится из эксплуатации с занесением соответствующей записи в технический паспорт с указанием места и даты проведения поверки.