Нивелиры и рейки

Нивелир используют для определения превышений горизонтальным лучом визирования, он имеет: зрительную трубу, цилиндрический уровень, укрепленный на алидаде, имеющей ось вращения; подставку с подъемными винтами.

Согласно действующему ГОСТу изготавливают нивелиры трех типов: высокоточные-Н-05, точные — Н-3 (Н-3К, Н-3КЛ) и технические Н-10 (Н-10К и Н-10КЛ). в названии Ннивелир; 05,3 и 10 средняя квадратическая ошибка превышения на 1 км двойного нивелирного хода; К-компенсатор; Л-Лимб.

Все современные нивелиры с уровнями являются глухими с элевационными винтами.

Зарубежные фирмы выпускают в основном нивелиры с компенсаторами, которые повышают производительность нивелирования на 15−25%. Компенсаторы классифицируют по различным признакам: способ компенсации (с подвижной сеткой, подвижным объективом, поворотом и со смещением визирного луча); средства компенсации (оптические, механические оптико-механическое, жидкостные); тип демпфера (воздушные, магнитные) вид подвески (на нитях, пружине, подшипниках) и др.

Нивелир Н-05 — высокоточные, с оптическим микроскопом, цилиндрическим контактным уровнем и элевационным винтом. Для точного наведения на штрих рейки сетка нитей в правой поло имеет две нити (клиновой биссектор), расходящиеся под углом 5?, Плоскопараллельная пластинка оптического микрометра перед объективом зрительной трубы наклоняется с помощью маховичка и тяги. На которой жестко укреплена оптическая шкала, изображения которой передается в поле зрения трубы. Перед плоскопараллельной пластиной помещают защитное стекло в виде клина, позволяющего при вращении юстировать угол нивелира. Уровень компенсационный, контактный, помещен слева от трубы, изображения концов пузырька передается в поле зрения трубы. Для предохранения от одностороннего нагрева нивелир помещен в дополнительный металлический кожух. Н-05 используют для нивелирования 1и 2 классов.

Нивелир Н-3 используют для нивелирования 3 и 4 классов, он является глухим нивелиром с элевационным винтом и контактным уровнем, изображения концов цилиндрического уровня передаются в поле зрения трубы. Юстировку угла i выполняют исправительными винтами цилиндрического уровня.

Нивелир 2Н-3Л разработан в 1987 г., выпуск начат с 1990 г. Имеет зрительную трубу прямого изображения, лимб с точностью отсчитывания 0,1?. По желанию потребителя в комплект нивелира включают призменную насадку на окуляр, линзовую насадку на объектив (для Smin= 0.7), микрометрическую насадку с плоскопараллельной пластинкой для повышения точности измерений по инварной рейке.

Нивелир с компенсатором Н-3К применяют при нивелировании 3 и 4 классов, имеет перископическую трубу и призменный компенсатор. Подвижная призма компенсатора подвешена на четырех попарно скрещенных проволоках (торсионах). Демпфирование — воздушное. Точное визирование на рейку выполняет одной из двух головок винта, расположенных с обеих сторон прибора. Угол i юстируют винтами сетки нитей. Нивелир Н-3К выпускают с лимбом (Н-3КЛ) и без лимба. Точность отсчитывается по лимбу 0.1?.

Нивелир Ni-007 с компенсатором выпускают в Германии, имеет перископическую форму, его используют при нивелировании 2,3 и 4 классов. Ni-007 имеет защитное стекло, пентапризму, которую используют в качестве оптического микрометра при нивелировании 2 класса, объектив прямоугольную призму, подвешенную на металлической ленточке — рычаге — в точке, совмещенной с главной задней точкой объектива. Юстировку угла i выполняют винтами сетки нитей. Нивелир выпускают с лимбом и без лимба. Углы наклона вертикальной оси нивелира не должны превышать 10ґ.

Точность установки визирной оси в горизонтальном положении 0,5−1ґґ в зависимости от угла наклона нивелира. После установки нивелира на штатив колебаний компенсатора с помощью воздушного демпфера «гасят» в течение долей секунды. Зрительная труба имеет прямое изображение.

Нивелир Ni-030 с уровнем изготавливают в Германии, конструкция нивелира однотипна нивелиру Н-3. По заказу потребителя нивелир могут поставлять с лимбом и без лимба, с оптическим микрометрам или без него.

В серии унифицированных нивелиров выпускают точные нивелиры с компенсатором: Ni-020A (увеличение трубы Г=31*, средняя квадратическая ошибка на 1 км двойного хода m km=2мм, с микрометром m km=0.7 мм Smin=0.8 мм, чувствительность компенсатора m k=0.5ґґ, масса 2,30 кг) и Ni -040A (Г=24*, m km = 4 мм, S min =0.4 м, m k =1ґґ, масса 1,6 кг).

Нивелир 2Н-10Л (вторая модель технического нивелира Н-10) имеет уровень, элевационный винт и лимб на обычной подставке с подъемными винтами, зрительную трубу с внутренней фокусировкой и обратным изображением предметов .

Нивелиры с компенсатором Н-10КЛ и 2Н-10КЛ. Нивелир Н-10КЛ имеет компенсатор и лимб. В ломано зрительной трубе отсутствует фокусирующая линза, ее функцию выполняет свободно повешенная и перемещающаяся вверх и вниз по салазкам прямоугольная призма — чувствительный элемент компенсатора маятникового типа. Воздушный демпфер обеспечивает затухание колебаний маятника. Юстировка угла i выполняется перемещением сетки нитей. Юстировка компенсатора может быть выполнена перемещением блока пентапризмы вдоль линии визирования.

В1987 г. разработана и с 1988 г. выпускается вторая модель нивелира 2Н-10КЛ, результаты испытаний которого показали, что его метрологические характеристики превосходят соответствующие характеристики Н-10КЛ, например m km=3.3мм, тогда как для Н-10КЛ m km =8/9 мм.

Нивелир с компенсатором Ni-025 выпускают в Германии. Чувствительным элементом компенсатора является две призмы, подвешенные на пружинном шарнире и жестко скрепленные между собой и с поршнем. Гашение колебаний компенсатора выполняется воздушным демпфером. Зрительная труба имеет прямое изображение. Нивелир изготавливают с горизонтальным кругом и без него. Цена деления горизонтального круга 10ґ, отсчитывание с точностью 1−2ґ по индексу. Юстировку угла i выполняют перемещением сетки нитей При увеличении трубы 25−28* нивелир Ni -025 относят к точным нивелирам.

Нивелир с компенсатором Ni-050 изготавливают в Германии с лимбом и без него. Отсчет по лимбу до 0,1?. Компенсатор состоит из двух жестко связанных между собой подвешенных прямоугольных призм, воздушного демпфера. Зрительная труба с внутренней фокусировкой дает прямое изображение, для приведения нивелира в рабочее положение используется две клиновые шайбы. Угол i устраняют перемещением сетки нитей.

Для производства геометрического нивелирования каждому нивелиру придаются обычно две однотипные нивелирные рейки, которые служат мерными приборами для определения превышений.

Нивелирная рейка представляет собой брусок прямоугольного либо двутаврового сечения шириной 8−10см, толщиной 2−3 см и длиной 1,2; 1,5; 3,0 или 4,0 м, изготовленный из древесины отборного сорта либо полимерных материалов. На рабочей поверхности рейки через определенный интервал нанесены штриховые или шашечные деления с надписями арабскими цифрами. Счет делений ведется от нижнего конца (пятки) рейки, устанавливаемой на точке. Нижний и верхний торцы рейки защищены металлической оковкой из полосовой стали.

Различают три вида нивелирных реек.

• 1. РН-05- односторонние штриховые инварные рейки, предназначенные для нивелирования 1 и 2 классов. Комплект состоит из двух 3-метровых реек одной подвесной рейки длиной 1,2 м со штифтом. Рейка имеет основную и дополнительную шкалы с делениями через 0,5 см, нанесенными на натянутые инварные полосы. Для установки в отвесное положение рейка снабжена уровнем и ручками.
• 2. РН-3 — двухсторонние шашечные рейки для нивелирования 3 и 4 классов длиной 1,5; 3,0 или 4,0 м. по всей длине рейки нанесены сантиметровые чередующиеся шашки: на основной стороне черные и белые (черная сторона), на другой, дополнительной — красные и белые (красная сторона). Дециметровые деления оцифрованы; первые пять шашек каждого дециметра объединены в виде буквы Е, что значительно облегчает отсчеты. На черные стороне нуль совпадает с пяткой рейки.

Для работы с нивелирами, оснащенными трубами с обратным изображением, используют рейки, которых дециметровые деление подписывают цифрами в перевернутом виде. При наблюдении в трубу такого нивелира в поле зрения изображения цифр возрастают сверху вниз.

Для контроля отсчетов по двум сторонам рейки начало оцифровки красной стороны рейки смещено относительно черной стороны на некоторую величину. Обычно в комплект входят рейки, у которых с пятками красных сторон совпадают отсчеты 4687 и 4787. При правильном чередовании реек, устанавливаемых на связующих точках, превышения, измеренные по красным сторонам реек, будут поочередно на 100 мм больше или меньше измеренных по черным сторонам реек. У некоторых реек на красной стороне нуль совпадает с пяткой, а цена деления равна 1,1 см; в этом случае превышения, полученные по красным сторонам, умножают на 1,1 и сравнивают с превышениями, полученными по черным сторонам реек.

Рейки длиной 4 м изготавливаются складными, состоящими из двух шарнирно соединяемых частей; рейки длиной 3 м могут бить складными и цельными. Рейки снабжаются круглыми уровнями с ценой деления 20ґ и ручками.

3. РН-10- двухсторонняя складная шашечная рейка длиной 4,0 м, предназначенная для технического нивелирования. Основная шкала имеет цену деления 1 см, дополнительная — 5 см. рейки РН-10 обычно не имеют уровней. При отсчете по рейке менее 1000 мм ее устанавливают в отвесное положение «на глаз», а при больших отсчетахпокачиванием рейки вдоль линии визирования симметрично ее вертикальному положению; при этом наименьший отсчет по рейке соответствует ее отвесному положению.

Перед нивелированием производят компарирование реек с помощью контрольного метра, определяя длины метровых интервалов и правильность нанесения дециметровых делений.

При положения нивелирных ходов рейки устанавливают на переносные металлические башмаки костыли либо деревянных колья вбитые в землю.