7.2. Классификация теодолитов
Теодолиты подразделяются по различным признакам.
По конструкции осевой системы они могут быть повторительными (лимб и алидада могут вращаться независимо друг от друга) и простыми (лимб жестко соединен и не вращается).
По точности теодолиты классифицируются на:
высокоточные – Т05, Т1; ошибка измерения угла ≤ 1˝,
точные – Т2, Т5, Т5К;……………………………...≤ 5˝,
технические – Т15, Т20, Т30………………………≤ 30 - 60˝.
О
V
S S
m
m
V
u u
О
Рис. 27. Схема осей теодолита
В зависимости от конструктивных особенностей следует различать теодолиты следующих исполнений: с уровнем при вертикальном круге (традиционные, обозначение не применяется); К – с компенсатором углов наклона; А – с автоколлимационным окуляром (автоколлимационные); М – маркшейдерские; Э – электронные. Допускается сочетание указанных исполнений в одном приборе (ГОСТ 10529-96).
Электронные теодолиты предназначены для измерения вертикальных и горизонтальных углов. При использовании электронных теодолитов исключаются ошибки снятия отсчета – значения углов выводятся автоматически на дисплей, расположенный на каждой стороне прибора (рис. 28).
Предусмотрена установка нулевого значения на исходное направление и фиксирование отсчета по горизонтальному кругу.
Рис. 28. Электронный теодолит VEGA TEO5В
Увеличение 30 крат. Точность измерения углов (СКО измерения угла одним приемом) 5".
Рис. 29. Части теодолита VEGA TEO5В
7.3. Отсчетные приспособления теодолитов
Отсчитывание по лимбам оптических теодолитов производится с помощью микроскопов, увеличение которых 10 – 70× и более.
Штриховой (Т30) Шкаловый (2Т30)
В: 358˚49′
Г: 69˚58′ (69˚50′+8′) (164˚+43′)
Микрометр (3Т2КП) (355˚30′+4′15″)
Рис. 30. Виды микроскопов
При этом изображение обоих лимбов сводится в одно поле зрения.
Применяемые в теодолитах микроскопы подразделяются на три вида: штриховые, шкаловые и микрометры (рис. 30). В первом типе цена деления делается по возможности меньшей, оценка десятых долей деления производится на глаз по штриху на пластинке в поле зрения микроскопа. В шкаловых микроскопах в поле зрения имеется шкала, длина которой равна длине наименьшего деления на лимбе, переданного в поле зрения микроскопа. Отсчет складывается из отсчета целых интервалов на лимбе (относительно нуля шкалы) и отсчета по шкале, отсекаемого штрихом лимба, находящимся на шкале. Микроскопы – микрометры используются в точных и высокоточных теодолитах. В их поле зрения имеется либо биссектор, либо противоположное изображение того же лимба. Отсчет складывается из отсчета по лимбу целых интервалов и отсчета по барабанчику микрометра после совмещения биссектора с определенным штрихом или бинарным делением лимба.
Таким образом, при любом способе отсчитывания по лимбам отсчет можно выразить формулой:
а=Νλ+Δλ,
где Νλ – отсчет по лимбу целых делений до нулевого штриха; λ – цена деления лимба, то есть количество угловых единиц, содержащихся в одном его делении; Δλ – отсчет дробной части деления.
Одно из отличий электронного теодолита от оптического – наличие цифрового дисплея, на котором отображаются результаты измерений во время наблюдений (рис. 28). Кроме того, электронный теодолит позволяет полностью автоматизировать процесс угловых измерений. Вся совокупность средств и методов автоматизации угловых измерений по принципу считывания направлений и углов подразделяется на две группы: позиционные и накопительные (импульсные). В первой группе горизонтальный угол получается как разность отсчетов (позиций) двух направлений визирования по аналогии с классическим методом приемов. Во второй группе угол получается как разность числа импульсов от произвольно расположенного нуля до правого направления угла и числа импульсов до левого направления.
В отличие от оптических теодолитов, где измерения происходят по минутам, градусам, секундам, электронные теодолиты используют двоичную систему исчислений. Проще говоря, измеренный угол отображается в двоичном коде, при этом лимб делится на белые и черные полосы (рис. 31).
Рис. 31. Способы кодирования информации: а, б – кодирование угломерной шкалы; в – импульсные диски
Когда эти полосы просвечиваются, возникают сигналы (0 и 1), которые обрабатываются и записываются в память прибора. Эта система исчислений позволяет существенно уменьшить объем информации и произвести автоматическую запись в память электронного теодолита.
Считывание закодированной информации проводится с помощью механических, индуктивных, магнитных, фотоэлектрических преобразователей и электронно-лучевой трубки. В геодезическом приборостроении более рациональными оказались фотоэлектрические преобразователи «угол-код», которые позволяют просто устанавливать начальный отсчет на ноль как по вертикальному, так и по горизонтальному кругу.