Рейтинг: 4.5/5.0 (1870 проголосовавших)Категория: Инструкции
Малогабаритный нивелир ЗН-5Л (ЗН-5)
Основные преимущества описываемого нивелира: малая масса и размеры, простое устрой-
ство, обеспечивающее высокую надежность в работе. Он удобен для работы в различных усло-
виях: на строительных площадках, где вибрации механизмов не влияют на показания нивелира
(в отличие от нивелиров других типов), в экспедиционных условиях при изысканиях в трудно-
доступных районах, в сельском хозяйстве и т. д.
Удобство в работе обеспечивается оптимальной конструкцией наводящего устройства, рас-
положением рукояток управления и уровней, подсветкой цилиндрического уровня и т. п.
Нивелир имеет высококачественную зрительную трубу прямого изображения с внутренней
фокусировкой. Для снижения влияния одностороннего нагрева на величину угла i зрительная
труба и цилиндрический уровень помещены внутри корпуса верхней части
прибора.
Средняя квадратическая погрешность измерения
превышения на 1 км двойного хода, мм: 5
Средняя квадратическая погрешность измерения горизонтального угла: 0,150
Увеличение зрительной трубы, крат: 20х
Наименьшее расстояние визирования, м
- без линзовой насадки:1,2
Масса нивелира в футляре, кг 3
Габариты в футляре, мм 285х245х220
Диапазон рабочих температур-40С…+50С
Проведение геодезических работ невозможно представить без такого прибора, как оптический нивелир, с помощью которого на местности определяется превышение (разность высот) одной точки над другой. Самые распространенные и популярные геодезические приборы являются оптические нивелиры.
Эти приборы различают по принципу их работы и способу выполнения измерений. Остановимся подробнее на классическом геодезическом инструменте — оптическом нивелире.
Устройство нивелира с уровнемПростейший нивелир с уровнем состоит из следующих основных частей:
Современный нивелир оптический. как правило, оснащен компенсатором — встроенным в прибор, который исключает погрешности, вызванные наклоном, поддерживая инструмент в строго горизонтальном положении.
В зависимости от класса проводимых работ выбирают оптический нивелир, соответствующий необходимому классу точности измерений и отвечающий всем установленным требованиям.
Нивелирование I, II, III, IV классаГосударственная нивелирная сеть РФ — это совокупность нивелирных сетей, разделенных по классам — I, II, III, IV. Первые два класса — это основная высотная основа территории России.
Нивелирование I класса — это геодезические работы, проведенные с высочайшей точностью, которую только можно получить, используя современные методы измерений и соответствующие геодезические приборы, с помощью которых возможно исключить многие систематические ошибки и погрешности. Для работ, выполняемых при данном классе, требуется высокоточный оптический нивелир с установленной перед объективом зрительной трубы плоскопараллельной пластиной. Такая пластинка — составной элемент оптического микрометра. Кроме того, геодезический прибор должен комплектоваться компенсатором или же контактным уровнем, причем пузырек уровня должен различаться в поле зрения зрительной трубы.
Оптический нивелир, который соответствует все предъявляемым в инструкции по нивелированию I класса нормам, может быть следующей маркировки: Н-05 и H1, Ni-002 и Ni-004 и пр.
При II классе также используют высокоточные оптические нивелиры с плоскопараллельными пластинами, компенсаторами или контактными уровнями, пузырьки которых отчетливо наблюдаются в поле зрения трубы. Это могут быть такие приборы как Н-05, H1, Ni-002, Ni-004 и Ni-007, а также те приборы, которые прошли сертификацию на соответствие необходимому классу точности и требованиям инструкции.
Для III класса подойдет оптический нивелир со встроенным компенсатором, а для четвертого (IV) класса точности нивелирования отдают предпочтение как приборам с уровнем, так и с компенсатором.
В связи с классификацией нивелирования для удобства принято разделять на: высокоточные, точные и технические.
Принцип съемки с помощью оптического нивелираНа примере нивелирования IV класса рассмотрим порядок действий при измерениях, которые в данном случае осуществляются в одном направлении методом так называемой «средней нити».
В том случае, если в работе используется такое геодезическое оборудование, как оптический нивелир с компенсатором, то после того как прибор приведен в рабочее положение, необходимо вначале убедиться в нормальном рабочем состоянии компенсатора, а потом сразу приступать к съемке, т.е. снятию отсчетов по рейкам.
По ходу съемки все наблюдения заносятся в полевой журнал, а при наличии регистратора вводят в его запоминающее устройство. При получении расхождения в значениях превышения на станции, вычисленного по двум сторонам реек, более чем на 5 мм ( с учетом разницы высот нулей реек) — измерения повторяют, при этом изменив высоту прибора на 3 см и больше.
После завершения полевых работ, по результатам заполняется специальная ведомость превышений строго установленного образца. Но прежде подсчитывается невязка по линии хода между исходными реперами, она не должна превышать значения в 20 мм.
Оптический нивелир многие десятилетия будет занимать твердые позиции на строительной площадке, т.к. пока нет приборов способных заменить данный геодезический инструмент.
Главная | О нас | Обратная связь
При нивелировании I и II классов в нашей стране применяют глухие нивелиры с уровнем (Н05, Н1, Ni004), нивелиры с компенсатором (Ni002, ReNi002, Ni007), электронные нивелиры (Dini12) и нивелирные штриховые и штрих—кодовые (для электронных нивелиров) инварные рейки. Все эти приборы должны удовлетворять требованиям «Инструкции по нивелированию I, II,III и IV классов», М. Недра, 1991г. и ГОСТа 10528-76
Требования, предъявляемые к высокоточным нивелирам
Нормальная длина визирного луча
СКО определения превышения на станции, мм
СКО на 1 км двойного хода
Увеличение зрительной трубы не менее, крат
Цена деления цилиндрического контактного уровня на 2 мм не более
Точность самоустановки компенсатора менее
Допустимое отклонение от номинала любого метрового интервала инварной рейки, мм
То же при нивелировании в горах и на геодинамических полигонах
Изменение угла i при изменении t° нивелира на 1° С менее
* при работе нивелиром Ni007
Кроме того, высокоточные нивелиры должны работать в интервале температур от -30 до +50 °С.
Высокоточные нивелиры по способу установления визирной оси в горизонтальное положение подразделяются на глухие и с компенсатором. Получившие в последнее время широкое распространение во всем мире высокоточные электронные нивелиры также снабжены компенсатором.
Глухие нивелиры. К глухим нивелирам относятся нивелиры Н-05, Н1, Ni004 и т.д. (рис. 12.6). Ось визирования этих нивелиров приводится в горизонтальное положение с помощью контактного цилиндрического уровня, изображение пузырька которого передано в поле зрения трубы, и соединенного с ним элевационного винта. Вращение элевационного винта позволяет точно вывести уровень на средину путем совмещения концов его пузырька перед взятием отсчета по рейке.
Глухие нивелиры имеют оптический микрометр для точного наведения биссектора сетки нитей на штрих рейки (рис.12.6—б ). Как правило, оптический микрометр в глухих нивелирах выполнен в виде плоскопараллельной пластинки и механизма, наклоняющего ее, с отсчетным приспособлением (рис.12.7).
Рис. 12.7. Устройство оптического микрометра у нивелиров типа Н05:
1—плоскопараллельная пластина; 2—барабан оптического микрометра
Наклоняя плоскопараллельную пластинку вращением барабана оптического микрометра, мы начинаем параллельно смещать визирный луч, добиваясь его совмещения с первым младшим штрихом рейки. Отсчет по барабану оптического микрометра будет соответствовать отрезку х на рис. 12.7.
У нивелира Н-05 изображение отсчета по оптическому микрометру передано в поле зрения трубы, что существенно упрощает работу.
Нивелиры с компенсатором. К высокоточным нивелирам с компенсатором относятся такие нивелиры как Ni002 (рис. 12.8), ReNi002, Ni007.
Это удобные нивелиры. Они повышают
производительность труда на 10-15% по сравнению с нивелирами с уровнем и облегчают труд нивелировщика. Главная особенность нивелиров с компенсаторами заключается в том, что приведение визирной оси нивелира в горизонтальное положение производится не с помощью контактного уровня, а с помощью специального компенсатора. Компенсатор по существу работает в автоматическом режиме, так как линия визирования на каждой станции как бы самоустанавливается в горизонтальное положение.
Принцип работы нивелира с компенсатором можно понять из следующего примера. Обратимся к рис. 12.9.
Рис. 12.9. Принцип работы нивелира с компенсатором: О –объектив зрительной трубы нивелира; f - фокусное расстояния объектива зрительной трубы нивелира; s - расстояние от компенсатора до сетки нитей; b - угол отклонения луча компенсатором.
Предположим, что точка N рейки, находящейся на некотором расстоянии L от нивелира. оптический центр объектива О и центр сетки нитей С лежат на одной горизонтальной прямой. В этом случае визирная линия нивелира горизонтальна, изображение точки N совмещено с центром сетки нитей С (рис. 12.9- 
)и отсчет по рейке равен N .
Наклоним зрительную трубу нивелира относительно оптического центра объектива на угол a. Центр сетки нитей С сместится относительно первоначального положения на af (рис. 12.9-б ), отсчет по рейке изменится на величину La и станет равным N + La = N¢ .
Если же каким-либо способом совместим изображение точки N с центром сетки нитей С. не меняя наклона трубы нивелира, и получим первоначальный отсчет по рейке N, соответствующий горизонтальному положению визирной линии (см. рис 12.9- ), то в этом случае зрительная труба будет как бы горизонтальна. Это совмещение изображения центра сетки нитей с отсчетом N производит компенсатор нивелира. Имеется несколько способов для совмещения изображения точки N рейки с центром сетки нитей С. В одних нивелирах при наклоне сетка нитей смещается на величину af (нивелиры фирмы «Сальмонраги»), в других изменяется ход лучей (Ni002, Ni007).
В настоящее время выпускается около 50 типов нивелиров с компенсаторами разных классов точности.
Основное требование к компенсаторам – это соблюдение равенства
Электронные цифровые нивелиры. Данный класс нивелиров представляет собой комплексную измерительную систему, являющуюся полностью автоматизированной системой для сбора и обработки данных в цифровом виде и обеспечивающую высокую эффективность выполнения работ на базе самых современных технологий. Электронные нивелиры снабжены компенсатором, а также температурными датчиками, не имеющими внешнего доступа. Высокоточные электронные нивелиры, выпускаемые фирмами Trimble, Leica, Topcon, удобны в обращении, дают надежные результаты, так как с помощью автоматизации процесса измерений и обработки практически сводят к нулю влияние личных ошибок нивелировщика. Тем не менее, следует помнить, что цифровой нивелир — это тот же оптический нивелир только с автоматическим сбором, хранением и обработкой данных. Поэтому все основные условия для выполнения высокоточных измерений должны выполняться и для цифровых нивелиров.
Технические характеристики высокоточных нивелиров даны в таблице 12.3.
Технические характеристики высокоточных нивелиров
Фирма или страна-изготовитель
Рис. 12.11. Инварная шкала штриховой рейки.
На инварной ленте штриховой рейки нанесены 2 шкалы штрихов -основная и дополнительная (рис.12.11). Дополнительная шкала, как правило, смещена относительно основной на 2,5мм. Расстояние между осями штрихов равно 5 мм. Нумерация штрихов основной шкалы идет от 0 до 60, дополнительной – от 60 до 119. Нижняя плоскость пятки совпадает с нулевым штрихом основной шкалы. Нуль у дополнительной шкалы смещен на 5925 полумиллиметров.
Каждая рейка снабжена круглым уровнем и ручками. Во время взятия отсчетов по рейке ее устанавливают в отвесное положение по уровню и удерживают в этом положении при помощи подпорок. В комплект реек входят съемочные подпятники в виде кольца, которые применяются в тех случаях, когда качество изготовления пяток рейки не удовлетворяет требованиям инструкции.
Для привязки нивелирных ходов к стенным маркам используется подвесная рейка длиной 1.2м. Нулевой штрих основной шкалы подвесной рейки совмещен с центром 2мм круглого отверстия, за которое подвешивается рейка.
Точность нивелирования в конечном итоге зависит не только от качества нивелиров, квалификации нивелировщика, но и в равной мере от качества нивелирных реек и точности нанесения делений на них.
Поэтому все нивелирные рейки наряду с нивелирами проходят специальные поверки и исследования, о которых мы поговорим ниже.
12.3. Поверки и исследования высокоточных нивелиров и реек
Поверки и исследования высокоточных нивелиров и реек, как и других геодезических инструментов, выполняют с целью получения данных по пригодности их для выполнения нивелирных работ требуемого класса точности, а также для приведения нивелира в рабочее состояние.
Для штриховых инварных нивелирных реек, предназначенных для нивелирования I и II классов, контрольные испытания заключаются в следующем:
1. Поверка степени натяжения инварных полос :
Поверка выполняется перед компарированием рейки: c помощью точного динамометра измеряют силу натяжения инварных полос, которая должна быть равна (20 ± 1) кГ.
2. Определение стрелки прогиба рейки:
Для определения стрелки прогиба рейку укладывают горизонтально на боковое ребро, затем натягивают тонкую металлическую проволоку или нить между концами рейки и при помощи линейки или миллиметровой бумаги измеряют расстояния от натянутой нити до инварной полосы около делений 2, 30 и 58 рейки. По измеренным расстояниям определяют величину стрелки прогиба, которая не должна превышать 3 мм .
3. Поверка перпендикулярности плоскости пятки рейки к оси рейки и определение разностей высот нулей шкал реек .
Эти поверки выполняют 1 раз в год перед выездом на полевые работы.
Порядок выполнения первой части поверки заключается в следующем:
— Устанавливают нивелир на расстоянии 15 м от костыля с овальной головкой.
— Берут последовательно отсчеты по по основной и дополнительной шкалам реек, устанавливаемой на костыль различными точками пятки (2 постановки по левому краю, 2 — по правому краю и одна постановка по центру пятки). Разность отсчетов при различных постановках рейки должна быть £ 0.10мм
При определении разности высот нулей шкал реек. используемых в комплекте, забивают 3 костыля, в 15 м от которых устанавливают нивелир. Затем берут отсчеты по рейкам, последовательно устанавливая их на 3 костыля. Разность высот нулей шкал реек, используемых в комплекте должна быть
4. Поверка установочного круглого уровня на рейке (поверяют ежедневно перед началом работ при помощи отвеса, укрепленного на рейке или по вертикальной нити нивелира).
5. Определение ошибок делений инварных реек:
Данное исследование является одним из наиболее важных. Поэтому разберем его подробнее.
Штрихи на шкалах инварных реек наносят двумя способами:
а) путем фотографического копирования образцовых шкал;
б) с помощью тщательно изготовленных бумажных трафаретов шкал.
Оба эти способа далеко несовершенны, а инструкция по нивелированию требует, чтобы ошибки наименьших (5мм) делений реек и ошибки длины любого метрового интервала рейки были, соответственно, не более 0,05мм и 0,10мм.
Точное положение любого i -ого штриха рейки задается расчетным расстоянием li между начальным и текущим штрихом. Фактическое расстояние штрихов рейки характеризуется расстоянием 
. Разность 
представляет собой поправку за неточность нанесения штриха. Фактически нам нужно знать эту поправку для каждого штриха рейки. Но это достаточно трудоемкая задача. Поэтому на практике задачу исправления превышений за ошибки нанесения штрихов рейки решают только в первом приближении. Для этого на компараторе на каждой шкале входящих в комплект реек измеряют дециметровые и метровые интервалы, вычисляя для каждой рейки среднее значение метра 
и 
. Затем находят среднюю длину одного метра комплекта реек 
. а отличие средней длины метра комплекта реек от номинальной определяется как разность
Отклонение 
(в мм) приходится на каждый метр превышения, измеренного между реперами. Поэтому поправка 
в измеренное превышение h за отличие средней длины метра комплекта реек от номинальной будет равна
СКО определения поправки dh вычисляется по формуле:
Эталонирование шриховых инварных реек (определение отклонения средней длины метра комплекта реек от номинала) выполняют два раза в год (до начала полевого сезона и после его окончания) либо на компараторах типа МК-1 ( 
= 0,01 – 0,02мм), либо на интерференционном компараторе МИИГАиК.
Высокоточный оптический нивелир Н-05 по праву считается одним из лучших инструментов для производства нивелирования I и II класса в государственных сетях, на геодинамических полигонах и при различных инженерно-геодезических изысканиях, требующих повышенной точности измерений. Для работы с этим нивелиром рекомендуется использовать инварные рейки с полусантиметровым делением.
Зрительная труба нивелира Н-05 имеет обратное изображение и 42-х кратное увеличение, что является одним из лучших показателем в этом классе. Минимальное расстояние визирования составляет 2,2 метра. Для работы в стесненных условиях, или в местах с крутым рельефом можно использовать специальную насадку на объектив, благодаря которой можно работать на расстоянии 1,1 метра.
Этот инструмент обеспечивает наибольшую точность нивелирования среди нивелиров отечественного производства - средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода составляет всего 0,5мм. Такая беспрецедентная точность обеспечивается благодаря применению высокоточного контактного уровня с ценой деления 10" и порогом чувствительности 0,2".
Технические характеристики нивелира Н-05
Прибор может эксплуатироваться при температуре от -30 до +50 °С. Средняя квадратическая ошибка суммы превышений на 1 км двойного хода не должна превышать 0,5 мм. Такая высокая точность обеспечивается благодаря использованию точного контактного уровня с ценой деления 10" и порогом чувствительности 0,2", ахроматической зрительной трубы с увеличением 42х и оптического микрометра с ценой деления 0,05 мм.
Нивелир состоит из двух основных частей: неподвижной нижней и верхней, имеющей возможность вращаться относительно нижней на 360° и наклоняться в вертикальной плоскости на ± 10'.
Нижняя часть представляет собой трегер с тремя подъемными винтами и укрепленной на них пружинящей пластиной с втулкой, имеющей резьбу под становой винт, служащий для закрепления нивелира на штативе.
В подставке закреплена вертикальная ось вращения нивелира со втулкой, жестко связанной с верхней частью нивелира. В верхней части расположены зрительная труба, имеющая внутреннюю фокусировку, контактный уровень при трубе с призменной системой, укрепленный на корпусе зрительной трубы, система наклона зрительной трубы в вертикальной плоскости, установочный круглый уровень, связанный со втулкой вертикальной оси вращения нивелира, механизм наклона плоскопараллельной пластинки с отсчетной шкалой, наводящий винт и оптический клин в оправе, являющийся одновременно защитным стеклом зрительной трубы.
Исправительные винты уровня при трубе закрыты крышкой. С помощью исправительных винтов посадку цилиндрического уровня на инструменте можно изменять, добиваясь параллельности оси уровня визирной оси зрительной трубы.
Оптическая схема нивелира показана на рис. 3.4.
Рис. 3.4. Оптическая схема нивелира Н-05
Визирный луч проходит съемную насадку 1, которая используется при визировании на 1 м, корректирующий клин 2 для юстировки угла i, плоскопараллельную пластинку 3, объектив 4, фокусирующую линзу 5. Через окуляр 9 рассматривается изображение рейки, которое создается телеобъективом в плоскости сетки нитей 8. В поле зрения зрительной трубы нивелира видны: перекрестье с двумя дальномерными штрихами, горизонтальный биссектор и два окна: нижнее и боковое (рис. 3.5 ).
Рис. 3.5. Поле зрения трубы нивелира Н-05
В боковое окно рассматривается изображение концов пузырька цилиндрического уровня и шкалы, расположенной на уровне, которое передается лучами от зеркала 14 через защитное стекло 15 и призм 16, 18, 12, 10 и микрообъектив 11 в плоскость сетки нитей 8. В нижнее окно также передается оптическими элементами 6 и 7 изображение отсчетной шкалы 13 оптического микрометра (в плоскости сетки нитей 8). На рис. 3.6 показана схема устройства оптического микрометра и передача изображения отсчетной шкалы.
Рис. 3.6. Схема устройства оптического микрометра и передача изображения шкалы
1 — плоскопараллельная пластинка; 2 — тяга; 3 — механизм перемещения тяги; 4, 7, 9 — призмы; 5 — шкала оптического микрометра, закрепленная на тяге; 6 — сетка нитей; 8 — микрообъектив; 9 — сетка нитей
Поворачивая барабан механизма 3, осуществляют перемещение тяги 2, с помощью которой осуществляют наклон плоскопараллельной пластинки 1. Величина угла наклона может достигать 17°17'.
Вместе с тягой 2 перемещается шкала 5, изображение которой передается через систему призм 4, 7 и 9 и микрообъектив 9 в плоскость сетки нитей 6. Таким образом, в поле зрения трубы нивелира Н-05 передается изображение рейки, концов пузырька цилиндрического уровня с делениями ампулы (боковое окно) и шкалы оптического микрометра (нижнее окно), где отсчет производится по неподвижному индексу.
Высокоточный оптический нивелир Н-05 по праву считается одним из лучших инструментов для производства нивелирования I и II класса в государственных сетях, на геодинамических полигонах и при различных инженерно-геодезических изысканиях, требующих повышенной точности измерений. Для работы с этим нивелиром рекомендуется использовать инварные рейки с полусантиметровым делением.
Широкий диапазон рабочих температур: от -30 до +50°С.Зрительная труба нивелира Н-05 имеет обратное изображение и 42-х кратное увеличение, что является одним из лучших показателем в этом классе. Минимальное расстояние визирования составляет 2,2 метра. Для работы в стесненных условиях, или в местах с крутым рельефом можно использовать специальную насадку на объектив, благодаря которой можно работать на расстоянии 1,1 метра.
Этот инструмент обеспечивает наибольшую точность нивелирования среди нивелиров отечественного производства - средняя квадратическая погрешность измерения превышения на 1 км двойного хода составляет всего 0,5мм. Такая беспрецедентная точность обеспечивается благодаря применению высокоточного контактного уровня с ценой деления 10" и порогом чувствительности 0,2".
Нивелир Н-05 используют:
Особенности нивелира Н-05:
Технические характеристики нивелира Н-05
Увеличение зрительной трубы
42,3 ± 2,1 x
Угол поля зрения
Диаметр светового отверстия объектива зрительной трубы
Наименьшее расстояние визирования:
- без насадки на объектив
- с насадкой
Постоянная слагаемая дальномера
Ассиметрия дальномерных штрихов сетки нитей зрительной трубы не более
Погрешность превышений, вызываемых работой фокусирующего устройства, при визировании на 50 м не более
Цена деления уровней на 2 мм:
- при трубе
- установочного
10 ± 1"
5 ± 1'
Нивелир состоит из двух основных частей: неподвижной нижней и верхней, имеющей возможность вращаться относительно нижней на 360° и наклоняться в вертикальной плоскости на ± 10'.
Нижняя часть представляет собой трегер с тремя подъемными винтами и укрепленной на них пружинящей пластиной с втулкой, имеющей резьбу под становой винт, служащий для закрепления нивелира на штативе.
В подставке закреплена вертикальная ось вращения нивелира со втулкой, жестко связанной с верхней частью нивелира. В верхней части расположены зрительная труба, имеющая внутреннюю фокусировку, контактный уровень при трубе с призменной системой, укрепленный на корпусе зрительной трубы, система наклона зрительной трубы в вертикальной плоскости, установочный круглый уровень, связанный со втулкой вертикальной оси вращения нивелира, механизм наклона плоскопараллельной пластинки с отсчетной шкалой, наводящий винт и оптический клин в оправе, являющийся одновременно защитным стеклом зрительной трубы.
Исправительные винты уровня при трубе закрыты крышкой. С помощью исправительных винтов посадку цилиндрического уровня на инструменте можно изменять, добиваясь параллельности оси уровня визирной оси зрительной трубы.
Рис. 1 Оптическая схема нивелира Н-05
Визирный луч проходит съемную насадку 1, которая используется при визировании на 1 м, корректирующий клин 2 для юстировки угла i, плоскопараллельную пластинку 3, объектив 4, фокусирующую линзу 5. Через окуляр 9 рассматривается изображение рейки, которое создается телеобъективом в плоскости сетки нитей 8. В поле зрения зрительной трубы нивелира видны: перекрестье с двумя дальномерными штрихами, горизонтальный биссектор и два окна: нижнее и боковое (Рис. 2)
Рис. 2. Поле зрения трубы нивелира Н-05
В боковое окно рассматривается изображение концов пузырька цилиндрического уровня и шкалы, расположенной на уровне, которое передается лучами от зеркала 14 через защитное стекло 15 и призм 16, 18, 12, 10 и микрообъектив 11 в плоскость сетки нитей 8. В нижнее окно также передается оптическими элементами 6 и 7 изображение отсчетной шкалы 13 оптического микрометра (в плоскости сетки нитей 8). На рис. 3 показана схема устройства оптического микрометра и передача изображения отсчетной шкалы.
Рис. 3. Схема устройства оптического микрометра и передача изображения шкалы
1 — плоскопараллельная пластинка; 2 — тяга; 3 — механизм перемещения тяги; 4, 7, 9 — призмы; 5 — шкала оптического микрометра, закрепленная на тяге; 6 — сетка нитей; 8 — микрообъектив; 9 — сетка нитей
Поворачивая барабан механизма 3, осуществляют перемещение тяги 2, с помощью которой осуществляют наклон плоскопараллельной пластинки 1. Величина угла наклона может достигать 17°17'.
Вместе с тягой 2 перемещается шкала 5, изображение которой передается через систему призм 4, 7 и 9 и микрообъектив 9 в плоскость сетки нитей 6. Таким образом, в поле зрения трубы нивелира Н-05 передается изображение рейки, концов пузырька цилиндрического уровня с делениями ампулы (боковое окно) и шкалы оптического микрометра (нижнее окно), где отсчет производится по неподвижному индексу.
В последнее время в работе с заказчиками часто приходится сталкиваться с вопросами о правильном подборе оптического нивелира для определенного вида работ. Подобные вопросы неоднократно поднимались и в Интернете. Речь идет не о том, какая марка или продукция какой компании наиболее подходит для выполнения той или иной работы, а непосредственно о тех технических характеристиках, которыми должен обладать прибор, используемый для какого-то конкретного вида работ. Появление таких вопросов, на наш взгляд, закономерно - и причин этому несколько. Во-первых, за последние годы на российском рынке появилось огромное количество моделей нивелиров различных зарубежных фирм. Часто продукция разных производителей имеет одинаковую маркировку. В таком обилии информации бывает тяжело разобраться. Во-вторых, большинство документов (СНиПов, Инструкций, ГОСТов), регламентирующих порядок тех или иных работ, рекомендуют использовать в разных случаях нивелиры, выпуск которых давно прекращен. Как быть в этом случае? В данной статье мы постарались собрать и систематизировать информацию, которая может быть полезна при подборе необходимых приборов.
Начнем с самого начала. Оптический нивелир - это прибор, предназначенный для определения превышений (разности высот) между точками методом геометрического нивелирования по вертикальным нивелирным рейкам. Геометрическим нивелированием называется метод нивелирования горизонтальным лучом.
Затем ответим на вопрос: "Как классифицируются оптические нивелиры?" Для этого обратимся к ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия. Согласно требованиям стандарта оптические нивелиры подразделяются на три группы: высокоточные. точные и технические. По названию групп видно, что основная характеристика для разделения оптических нивелиров на группы - точность. Точность оптического нивелира определяется средней квадратической погрешностью измерения превышения на 1 км двойного хода. Значение погрешности приводится в миллиметрах.
ГОСТ 10528-90 регламентирует требования к конструкции нивелиров. Например, высокоточные и точные оптические нивелиры (согласно ГОСТа) могут изготавливаться в двух исполнениях: с цилиндрическим уровнем при зрительной трубе и с компенсатором; технические оптические нивелиры - с компенсатором. Заметим, что в настоящий момент практически все оптические нивелиры, относящиеся к группе точных, также имеют компенсаторы.
Точные и технические оптические нивелиры изготавливаются со зрительной трубой прямого изображения, высокоточные - и прямого, и обратного.
Технические требования ГОСТа для оптических нивелиров всех групп приведены в Таблице 1 (по тексту ГОСТа, также Таблица 1).
Следует помнить, что требования, приведенные выше, используются при разработке отечественных нивелиров и действуют только на территории нашей страны. Но, используя данные Таблицы 1 и зная технические характеристики нивелира, произведенного за рубежом, можно определить к какой группе приборов он относится (в российской классификации).
Подробно рассматривая технические требования к приборам, ГОСТ 10528-90 ни слова не говорит о том, в каких видах работ должны применяться различные нивелиры. Исполнитель при выборе оптического нивелира для конкретного вида работ должен руководствоваться не требованиями ГОСТ 10528-90, а положениями конкретных СНиПов, Инструкций, ГОСТов, которые регламентируют порядок конкретных работ, предъявляя требования и к точности измерений, и к инструментам, с помощью которых эти измерения производятся.
Прежде чем рассмотреть пример, введем еще одно понятие, без которого нам не обойтись в дальнейших рассуждениях - понятие точности измерений. Точность измерений - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. В геометрическом нивелировании точность подразделяется по классам, различают нивелирование I, II, III и IV классов. Для достижения точности определенного класса мало использовать соответствующий нивелир, нужно выполнить еще целый ряд условий (ограничений) - например, по допустимой длине плеч, разнице плеч, порядку наблюдения на станции и т.п. Такие условия должны содержаться в методиках выполнения измерений. что оговорено действующим законодательством РФ. Статья 9 Закона РФ "Об обеспечении единства измерений" гласит: "Измерения должны осуществляться в соответствии с аттестованными в установленном порядке методиками". Кроме этого, невязки, полученные в результате работ, не должны превышать установленных для данного класса точности допустимых значений.
ГОСТ 24846-81 ГРУНТЫ. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ОСНОВАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ устанавливает методы измерения деформаций (вертикальных и горизонтальных перемещений, кренов) оснований фундаментов строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений. Один из основных методов определения вертикальных деформаций - геометрическое нивелирование. В зависимости от предполагаемых значений деформации, а также в зависимости от типов грунтов, на которых расположены здания и сооружения, ГОСТ предписывает использовать измерения различных классов точности. Основные технические характеристики и допуски для геометрического нивелирования принимаются в соответствии с Таблицей 2 (в тексте ГОСТа Таблица 3) .
Из таблицы видно, что при определении вертикальных деформаций нивелированием I и II класса, необходимо использовать нивелир Н-05 или равноточной ему, а для III и IV классов - нивелир Н-3 или равноточный ему. Как уже указывалось выше, нивелиры Н-05 и Н-3 давно не выпускаются, значит исполнитель должен подобрать современные модели, равноточные упомянутым нивелирам. Нивелир Н-05 относится к группе высокоточных, а нивелир Н-3 - к группе точных нивелиров. Поэтому, подбирая равноточную модель, необходимо руководствоваться требованиями ГОСТ 10528-90 Нивелиры. Общие технические условия. которые приведены в Таблице 1.
Несколько проще дело обстоит со "свежими" руководящими документами, где указываются не конкретные модели, а технические характеристики, которым должен соответствовать прибор. В качестве примера приведем документ - "Инструкция по нивелированию I, II, III и IV классов", Москва, ЦНИИГАиК, 2003 год. Положения Инструкции обязательны "для всех предприятий, организаций и учреждений, выполняющих топографо-геодезические и картографические работы независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности". Требования Инструкцией к нивелирам, используемым для измерений различных классов точности, приведены в Таблице 3 (по тексту Инструкции Таблица 4, стр.52).
Пользоваться информацией в таком виде гораздо удобней. Инструкция содержит все необходимые сведения для подбора нужного инструмента.
До сих пор мы говорили о технической стороне вопроса, но следует помнить, что существует и другая сторона - правовая. Дело в том, что нивелир является средством измерений, попадающим в сферу распространения государственного метрологического контроля и надзора. Согласно Закона РФ "Об обеспечении единства измерений". средства измерений подобного рода подвергаются обязательным испытаниям с последующим утверждением типа средств измерений. Решение об утверждении типа средств измерений принимается аккредитованными органами Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии и удостоверяется сертификатом. После процедуры сертификации информация о приборах вносится в Государственный Реестр средств измерений РФ. Средства измерения, не подвергавшиеся испытаниям, не имеющие сертификата об утверждении типа, не внесенные в Реестр, к использованию не допускаются. В настоящее время Государственный Реестр средств измерений РФ открыт и доступен для любого пользователя сети Интернет. Ознакомиться с его содержанием можно на сайте Всероссийского научно-исследовательского института метрологической службы (ВНИИМС). Адрес сайта в Интернете http://www.vniims.ru .
В дополнение следует сказать, что по требованиям статьи 15 того же Закона нивелиры подвергаются поверке органами Государственной метрологической службы при выпуске из производства или ремонта, при ввозе по импорту и эксплуатации. Межповерочный интервал для нивелиров, как правило, составляет один год.
Как мы смогли убедиться, аспектов, которые необходимо учитывать при решении казалось бы такого простого вопроса, как выбор оптического нивелира, необходимого для определенной работы, достаточно много. Для того чтобы облегчить задачу для наших действующих и потенциальных клиентов, приведем еще одну таблицу. В Таблице 4 собрана информация по классификации нивелиров зарубежного производства, поставляемых ЗАО "ГЕОСТРОЙИЗЫСКАНИЯ", определены отношения нивелиров к группам согласно ГОСТ 10528-90, даны номера записей в Реестре средств измерений РФ.
Надеемся, что статья окажется полезной для наших читателей. С любыми возникшими дополнительно вопросами вы можете всегда обратиться к менеджерам ЗАО "ГЕОСТРОЙИЗЫСКАНИЯ".
