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

Выразим увеличение трубы через фокусное расстояние эквивалентной линзы и окуляра . Сопоставим рисунки, мы видим, что вершина находится в оптическом центре окуляра, а вершина - в оптическом центре эквивалентной линзы. Если предмет находится на значительном удалении, а изображение близко к фокусу эквивалентной линзы, то . Кроме того, расстояние от окуляра до изображения близко к фокусному расстоянию окуляра , следовательно . Выразив углы и в радианной мере, по малости их, согласно рисунка, можно записать , , взяв отношение этих углов, получим , тогда согласно формуле находим , т.е. увеличение зрительной трубы можно рассматривать как отношение фокусных расстояний эквивалентной линзы и окуляра. Для зрительной трубы теодолита Т30 мм; мм, поэтому

На практике увеличение трубы часто используется при помощи нивелирной рейки, стоящей в 5-10м от теодолита и наблюдаемой обоими глазами, одним глазом – на рейку, другим – в окуляр. При этом два изображения проецируются одно на другое.

Подсчет количества делений, видимых невооруженным глазом, спроектированных на одно деление, видимое вооруженным глазом и дает искомое увеличение, т.к. деление будет видно в трубу под , а невооруженным глазом – под .

Зная увеличение зрительной трубы, можно определить поле зрения трубы, характеризующееся углом , вершина которого находится в оптическом центре объектива (эквивалентной линзы) и опирающимся на диаметр открытого отверстия диафрагмы сетки нитей . Этот угол будет относиться к радиану как отношение к фокусному расстоянию .

Величину при конструировании зрительной трубы обычно принимают равной ( - фокусное расстояние окуляра), отсюда , где - увеличение зрительной трубы. Из формулы вытекает, что чем больше увеличение трубы, тем меньше ее поле зрения при .

Л Е К Ц И Я 8

1. Испытания и поверки теодолита.

2. Исследования теодолитов технической точности.

При приемке с завода или перед работой теодолит подвергают испытаниям, состоящим в поверке выполнения ряда условий.

1. Вращение горизонтальных и вертикальных кругов и алидады горизонтального круга должно быть свободным и при работе наводящими винтами – плавными. Чтобы убедиться в этом, вращают названные части теодолита и винты и наблюдают за их движением. При испытании наводящих устройств (винтов), вращая их, наблюдают в зрительную трубу, насколько плавно перемещается изображение предметов в поле зрения трубы.

2. Подъемные винты не должны иметь шатаний в подставке, и положение теодолита на штативе должно быть устойчивым. Для испытания устанавливают теодолит на штатив и наблюдают в зрительную трубу на какую-нибудь точку. При легком нажатии руки на отдельные части теодолита и штатива изображение точки не должно сходить с пересечения нитей или должно возвращаться к пересечению нитей, когда действие силы прекращается.

3. У теодолитов с верньерами расхождение отсчетов по обоим верньерам (из-за влияния эксцентриситета) не должно превышать двойной точности верньера. Как проводят испытания говорилось на предыдущей лекции.

4. Внутренняя поверхность каждого уровня должна быть хорошо отшлифована. Если при вращении подъемных или установочного винтов пузырек уровня смещается плавно, без скачков и задержек, то условие считается выполненным.

5. Зрительная труба должна давать ясное изображение.

6. При работе кремальерой положение визирной оси в зрительной трубе должно быть неизменным. Это означает что у трубы с внешней фокусировкой движение окулярного колена должно быть плавным, без колебаний. У трубы с внутренней фокусировкой визирная ось должна проходить через оптический центр фокусирующей линзы. На рисунке видно, что оптические центры объектива и фокусирующей линзы , а также пересечение нитей сетки находятся на одной прямой, т.е. визирная ось представляет прямую линию. Если при вращении кремальеры оптический центр фокусирующей линзы сместиться в положение , то изображение точки сойдет с пересечением нитей сетки и займет положение , а следовательно изменится положение визирной оси. Испытание производят наблюдением в зрительную трубу на какую-либо точку. Условие считается выполненным, если при вращении кремальеры изображение точки предмета не сходит с пересечения нитей.

7. Вертикальный круг должен быть соединен со зрительной трубой, а алидада вертикального круга должна быть прочно соединена с его уровнем. Испытания производят путем измерения 3-4-х углов наклона. Постоянство МО в пределах точности измерения углов указывает на выполнение поставленных условий (об измерении вертикальных углов будет говориться на следующей лекции).

Нередко перед работой или во время работы возникает необходимость определить цену деления уровня и увеличения зрительной трубы. Об этом говорилось в предыдущей лекции.

Чтобы при работе с теодолитом осуществлялся принцип измерения горизонтальных углов необходимо произвести поверки выполнения у теодолитов ряда геометрических условий и, если они не выполнены, то исправить (произвести юстировку) теодолит при помощи исправительных винтов.

Таким образом, при каждой поверке геодезического прибора, во-первых, выясняют, удовлетворяется ли поставленное геометрическое условие, во-вторых, исправляют соответствующие части прибора, если условие не выполнено.

Теодолит должен удовлетворять следующим геометрическим условиям:

1. Ось цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга должна быть перпендикулярна к вертикальной оси теодолита. Эту поверку называют поверкой уровня.

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

Без соблюдения этого условия плоскость лимба нельзя привести в горизонтальное положение, а ось вращения теодолита в вертикальное. Поверка выполняется следующим образом. Устанавливают уровень по направлению любых двух подъемных винтов и вращая их в противоположные стороны приводят этими винтами пузырек уровня в нуль-пункт. После этой операции ось уровня займет горизонтальное положение. После этого алидаду (вместе с уровнем) поворачивают на . Если пузырек уровня остался в нуль-пункте, то условие выполнено, т.е. угол между осью уровня и осью вращения теодолита равен . Если ось уровня не перпендикулярна оси вращения теодолита и составляет с ней , то после поворота на его ось займет положение , т.е. получит наклон к горизонту на и пузырек уйдет из нуль-пункта на делений. Половина делений отклонения и будет определять . Отсюда следует, что для установки оси уровня в правильное положение нужно исправительными винтами уровня перевести пузырек с сторону нуль-пункта на половину дуги отклонения, т.е. на .

Поверку и юстировку повторяют до тех пор, пока отклонение пузырька от нуль-пункта при повороте алидады на не будет превышать 0,5-1 деление.

2. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к горизонтальной оси вращения трубы теодолита . Если это условие не выполнено, то вращая визирную ось около горизонтальной оси теодолита, т.е. отклоняем зрительную трубу на какой-то угол вверх и вниз, получим не плоскость, называемую коллимационной, а две конические поверхности. Угол отклонения визирной оси от перпендикуляра к оси вращения зрительной трубы называется коллимационной ошибкой.

Определение и исправление коллимационной ошибки выполняют следующим образом.

Установив с помощью уровня ось вращения прибора в отвесное положение, наводят перекрестие сетки нитей на удаленную четкую цель , расположенную примерно на одном уровне с теодолитом и берут отсчет по горизонтальному кругу. Затем освобождают алидаду и переведя трубу через зенит, наводят перекрестие сетки нитей на ту же точку и снова берут отсчет по лимбу. Если мы при КП и КЛ получаем отсчет и , то визирная ось зрительной трубы перпендикулярна оси вращения, т.е. условие поверки выполняется.

Если же визирная ось не перпендикулярна оси вращения, то в отсчет по лимбу войдет коллимационная ошибка . В результате при КП на лимбе будет снят отсчет , а при КЛ – . В первом случае (1), во втором (2). Отсюда мы получим значение , (3), т.е. выполняя измерение из двух положений вертикального круга при КП и КЛ и вычисляя среднее из них, можно получить свободные от влияния коллимационной ошибки результаты. Из формулы 1 и 2 получаем значение (коллимационные ошибки) (4).

Если ( -точность теодолитов – Т30 и 2Т30 ) производят исправление положения визирной оси. Для этого на алидаде устанавливают правильный отсчет, определенный по формуле (3). Перекрестие сетки нитей при этом сместиться с наблюдаемой целью (т. ). Этим достигается исправление коллимационной ошибки.