Как проверить нивелир в полевых условиях

echome.ru

Сайт посвященный измерительным приборам…

Поверка нивелира

Одним из ключевых моментов работы точного геодезического прибора, каковым является нивелир, является поверка. Эта процедура представляет собой совокупность контрольных измерений, обладающих определенными методиками и последовательностью действий и, возможно, требует использования дополнительного оборудования.

Как и другие типы измерительных приборов, нивелиры в процессе эксплуатации в силу разных причин могут утрачивать точность настроек. Основная цель их поверки – выявить отклонения в использовании устройства, которые могли бы повлиять на точность измерений, а, следовательно, и на результат выполняемой работы в целом. Серьезные погрешности могут существенно исказить действительность.

Процедура поверки оптического нивелира

Прежде всего следует произвести внешний осмотр прибора, отрегулировать длину уровневого пузырька и установить в вертикальное положение ось вращения инструмента.

Поверка нивелира в полевых условиях состоит из нескольких ключевых этапов:

1. Основным условием корректных замеров геодезического нивелира является параллельность оси цилиндрического уровня оптической оси устройства: при нахождении пузырька цилиндрического уровня в нуль-пункте оптическая ось трубы должна быть расположена строго горизонтально.
2. Соблюдение параллельности оси круглого уровня и оси вращения визирной трубы инструмента: поверка считается успешной, если при повороте трубы на 180 градусов пузырек круглого уровня остается в нуль-пункте. При изменении пузырьком своего положения, следует юстировочными винтами круглого уровня вернуть его в нуль-пункт. Для контрольных результатов необходимо выполнить эту поверку еще раз.
3. Соблюдение параллельности вертикальной направляющей сетки нитей и оси вращения прибора. Поверка осуществляется с помощью отвеса с целью точной ориентации по нему вертикальной направляющей сетки нитей. Юстировка в полевых условиях не выполняется.
4. Горизонтальная направляющая сетки нитей должна быть строго перпендикулярна оси вращения нивелира. Эта поверка производится на стадии производства заводом-изготовителем.
5. Визирная ось нивелира должна быть перпендикулярна его оси вращения. Для проверки этого условия осуществляется двойное нивелирование одной и той же линии местности и выполнение отсчетов по задней и передней рейкам. Невыполнение этой поверки позволяет эксплуатировать прибор и дальше при условии его размещения точно посередине между нивелируемыми точками.

После вычисления превышений настройка осуществляется элевационным винтом и исправительными винтами уровня.

В исправном приборе должны соблюдаться соответствующие геометрические и оптико-механические условия поверок нивелира, при нарушении которых следует выполнить их исправление.

Особенности поверки нивелира с компенсатором

Помимо проверок вышеописанных условий, поверки нивелира с компенсатором имеют дополнительные пункты:

1. Исследуется интервал действия компенсатора: определяется допустимый угол отклонения устройства от горизонтального и вертикального расположения, в пределах которого маятниковая система компенсатора продолжает нормально функционировать. Эта поверка требует дополнительного оборудования, фиксирующего точку зависания маятника компенсатора.
2. Визирная ось трубы должна оставаться горизонтальной при продольных наклонах инструмента в допустимых для системы компенсатора пределах.

Настройка выполняется юстировочными винтами, для контроля проверки выполняют необходимое количество раз.

Правила проведения

Произведенные промышленным способом нивелиры имеют метрологические свидетельства с отметкой о заводской поверке, гарантирующей корректную в течение года работу прибора при выполнении условий эксплуатации.

Повторная поверка оптического нивелира должна производиться не реже одного раза в течение межповерочного интервала. Госстандарт РФ в рекомендательном порядке определяет межповерочный интервал различного рода нивелиров длительностью не более одного календарного года.

Проверки технических характеристик устройств при определенных навыках можно выполнять самостоятельно, что, впрочем, не дает полноценной гарантии их качества. Квалифицированные специалисты компаний, имеющих государственные лицензии на выполнение метрологических работ, в том числе поверок и юстировок, выполнят необходимые процедуры и оформят свидетельство государственного образца. Свидетельство должным образом подтверждает соответствие прибора заказчика заявленным изготовителем характеристикам, что зафиксировано штампом проверяющей организацией с указанием даты и места проведения.

Прибор, не прошедший поверку, должен быть выведен из эксплуатации с соответствующей отметкой в техническом паспорте, так как выполняемые им измерения не будут иметь требуемую точность.

Стоимость проведения процедуры поверки одного прибора варьируется от 1500 до 2000 рублей.

Поверки нивелира

Здравствуйте, уважаемый читатель блога прораба, в статье поверка нивелира расскажу, что необходимо сделать перед работой с нивелиром. Статья «Как пользоваться нивелиром» пользуется большой популярностью и мне не раз читатели советовали больше писать на эту тему. На самом деле я не знал, что можно еще написать про работу с нивелиром, вроде все рассказал.

Как мне казалось, элементарные вещи все должны знать, но я вспомнил свои первые шаги в работе с нивелиром, было куча вопросов, которые я задавал своим коллегам по работе. Думал, что задаю глупые вопросы о простых вещах, но на работе я лучше задам дурацкий вопрос и пойму как сделать, чем не спрошу, сделаю не правильно и потом буду выглядеть еще глупее.

Когда я начинал работать с нивелиром, о поверки никакого представления не имел и считал, что данный прибор всегда показывает точно. Поверку нивелиров, которые привозили с других участков, не делал. Это оборачивалось такими последствиями, как не правильная съемка основания, не правильно выставленные маяки под бетонные полы или укладка канализационных труб без соблюдения заданного уклона.

Не помню, кто и когда меня научил, как проверять нивелир на точность измерения. Теперь всегда, перед тем как работать с новым или чужим нивелиром я его проверяю и только после этого делаю съемку.

Прежде чем расскажу о поверке, рассмотрим оптическую систему нивелира, разберемся за счет чего он дает горизонтальную оптическую ось. Внутри нивелир имеет компенсатор, приемную и передающую призму.

Компенсатор представляет собой свободно подвешенное зеркало между призмами и отвечает за подержание визуальную оси прибора. Зеркало выполнено в виде маятники и при наклоне нивелира, занимает горизонтальное положение, тем самым корректируя оптическую ось.

Горизонтальное положение зеркало принимает благодаря компенсатору, главным элементом которого является демпфер. В переводе с немецкого «Dämpfer» обозначает «амортизатор», «успокоитель» главная задача которого предотвратить колебания. Нивелиры бывают с воздушным и магнитным демпфером.

Передающая призма находится у окуляра, а приемная у блэнды. Призмы жестко закреплены в корпусе нивелира. Как мы получаем изображение в нивелире? Луч, пройдя через блэнду, попадает на приемную призму. Переломившись, идет на подвешенное зеркало, дальше на передающую призму, от неё на окуляр и в глаз прораба (шутка).

При сотрясение нивелира компенсатор, зеркало может занять не правильное положение, что приведет к не точной съемке. При транспортировке нивелира сохраняйте от встряски и не роняйте.

Как делать поверку нивелира

В работе с нивелирами я пользуюсь одной поверкой и если выявляется погрешность более 4 миллиметров, то с ним не работаю. Но всего 3 метода поверок:

1. поверка круглого уровня;
2. поверка работы компенсатора;
3. поверка параллельности визирной оси относительно поверхности земли.

Поверку нивелира, я делаю третьим способом. Выставляю нивелир, в одном месте площадке примерно на расстояние 15-25 метров ставят рейку. Снимаю показания, допустим, получаю 1435 мм по рейке, запоминаем первую точку съемки.

Вторую снимаем на расстояние 5-10 метров, от первой точки. Я обычно выбираю такие точки, чтоб на глаз была видна их разница по высоте. Так же фиксируем место, куда поставили рейку для съемки второй точки. Вторая точка у меня оказывается выше первой и имеет значение 1254мм.

Проводим не сложный расчет 1435-1254= 181мм, первая точка ниже второй на 18,1 сантиметров. Далее переставляем нивелир на расстояние от 10 метров от места первой стоянки, в какую сторону разницы нет.

И снова снимаем первую и вторую точку, при вычитание полученных данных сумма должна быть равной 181милиметров плюс минус 3 миллиметра это допуск, с которым можно работать, больше уже нельзя.

Например, после второй съемки наших точек получаем такие значения, первая точка имеет значение 1324мм, вторая 1143 мм 1324-1143=182мм. 181 Мне попадались нивелиры, в которых тормозил компенсатор. Надо было при повороте трубы постоянно слегка стукать по корпусу, чтоб компенсатор вставал на место.

Поверка круглого уровня

В моей практике не было случая, чтоб приходилось настраивать круглый уровень. Как узнать, что уровень сломан? Настраиваете с помощью подъемных винтов пузырек в «нуль-пункте», центр и при повороте прибора на 180 градусов он должен оставаться на месте.

Я обычно настраиваю пузырек в центре уровня и смотрю его положение в трех местах между двумя подъемными винтами. Если в каком-нибудь положение не много сместился, то подкручиваю винты.

Но как быть если не получается его нас троить и в разных положениях прибора он смещается от центра? Подъемными винтами устанавливаем положение пузырька в середине уровня.

Другую половину смещения устраняем вращением юстировочных винтов уровня с помощью шестигранного луча. Эту процедура надо проделывать до полного устранения смещения пузырька при любом повороте прибора.

Пишите комментарии по теме поверка нивелира.

Ваша благодарность за мою статью это клик по любой кнопке ниже. Спасибо!

Поверки нивелира;

Сайт СТУДОПЕДИЯ проводит ОПРОС! Прими участие 🙂 — нам важно ваше мнение.

Поверки нивелира выполняются с целью проверки соблюдения геометрических условий, необходимых для штатной работы прибора.

Первая поверка — ось круглого уровня при подставке прибора должна быть параллельна оси вращения нивелира.

Поверку выполняют так: тремя подъёмными винтами приводят пузырек круглого уровня в нуль – пункт. Поворачивают прибор на 180°. Если пузырёк уровня отклоняется от середины, то исправительными винтами уровня перемещают пузырёк в сторону середины на половину дуги отклонения, а подъёмным винтом приводят его в нуль-пункт.

Для контроля поверку повторяют.

Вторая поверка — Горизонтальная нить сетки должна быть перпендикулярна оси вращения нивелира.

Зрительную трубу нивелира наводят на рейкуи берут отсчёт по левому краю нити. Затем наводящим винтом перемещают трубу по азимуту и снимают отсчёт по правому концу нити. Если эти отсчёты отличаются друг от друга не более чем на 1 мм, то нивелир считается исправным. В противном случае сетку нужно, развернуть для этого ослабляют крепежные винты обоймы сетки и поворачиваются.

Третья поверка — Ось цилиндрического уровня должна быть парал­лельна визирной оси трубы

Эта поверка называется главным условием для работы нивелира, так как без выполнения параллельности названных осей выполнение нивелирования невозможно.

Поверка в полевых условиях выполняется двойным нивелированием вперёд. Для этого на сравнительно ровной местности закрепляют кольями две точки, на расстоянии 50 – 70 м друг от друга (рис. 13)

Рис. 13. Схема нивелирования при поверке главного условия

В точке «А» устанавливается нивелир, а над точкой «В» ставится рейка. После приведения прибора в рабочее положение по круглому уровню измеряют его высоту i₁ над точкой «А» с точностью до миллиметра.

Направляют трубу на рейку, и после совмещения элевационным винтом концов пузырька уровня берут отсчёт «b» по чёрной стороне рейки.

С учетом ошибки х, возникающей из-за непараллельности осей, превышение будет равно

Поменяем нивелир и рейку местами и выполним второе нивелирование отрезка АВ. Превышения h в этом случае вычисляется по формуле

Приравнивая эти превышения, получим, что

Если величина x окажется выше 4 мм, то положение цилиндрического уровня нужно исправить.

Пример: i₁ = 148 мм, b = 674 мм. i₂ = 1073 мм, а = 1601 мм

х = (1601 + 674)/2 — (1148 + 1073)/2 = 1137,5 — 1110,5 = 27 мм.

После вычисления правильного отсчета а_о = а — х = 1601 — 27 = 1574 мм , не снимая нивелира со второй станции, элевационным винтом среднюю нить сетки нитей устанавливают на этот отсчёт по рейке, а пузырёк уровня возвращают в нуль-пункт исправительными вертикальными винтами уровня, открыв заслонку этого уровня у окулярной части трубы.

У нивелиров с компенсаторами (например, у нивелира С4–10), первые две поверки аналогичны, а третье условие заключается в том, что визирная ось трубы в рабочем положении должна быть горизонтальной. Поверка выполняется также двойным нивелированием, но исправление делается по–другому: на второй стадии исправленный отсчёт а_о устанавливается с помощью вертикальных исправительных винтов сетки нитей.

Лабораторная работа «Измерения с помощью нивелира»

Поверка и юстировка нивелира

Нивелир один из самых используемых оптических измерительных приборов в геодезической, производственной и строительной отраслях. С их помощью определяются разности высот между различными точками на поверхностях земли или инженерных сооружениях. Для правильных высотных измерений важно иметь исправный оптический нивелир. И поэтому необходимо производить периодические поверки этих инструментов.

При изготовлении оптические нивелиры обязательно проверяют на заводах изготовителях и делают отметки об этом в паспорте прибора. Это ничуть не говорит о том, что поверки нивелирам не нужны. Наоборот, если можно так сказать, для уверенности в своем напарнике рекомендуется поверить прибор в метрологической службе. После этого геодезистам самим придется убедиться в этом, выполнив лично основные из поверок перед началом его использования.

Поверки круглого уровня

В нивелирах, да и других геодезических приборах, полевые измерения производят, как правило, относительно определенных точек отсчета. Таковыми можно считать отвесные линии. Так вот, контролем отвесности положения нивелиров служит круглый уровень, точнее его воздушный пузырек, который обязан находиться в центре ампулы. Обычно корпус нивелира выставляют в положение, при котором он будет находиться вдоль двух подъемных винтов. Их вращением выставляют пузырек посередине ампулы круглого уровня в направлении третьего подъемного винта. После чего этим винтом выводят пузырек к центру ампулы, периодически поправляя его положение двумя другими винтами. Такую процедуру проделывают, пока пузырек не установится в центральном положении внутри ампулы уровня.

Проверкой того, что пузырек будет находиться по центру, будет разворот корпуса нивелира под 180 градусов. Вероятно, пузырек сместится с центра и отклонится за линию окружности, за которую не должен смещаться. Тогда требуется визуально определить расстояние смещения пузырька от центра. И половина его величины устранить вращением подъемных винтов. При этом, в зависимости от направления его смещения, выбирать каким именно подъемным винтом это осуществлять. Вторую половину значения отклонения пузырька исправляют юстировочными винтами. Затем поверку повторяют пока пузырек не будет находиться по центру уровня.

Поверки сетки нитей

Заключаются в проверке геометрического условия части оптической системы нивелира. Ее суть состоит в том, чтобы соблюдалось условие параллельности вертикальной сетки, оси вращения корпуса нивелира и отвесной линии.

Для всех типов нивелиров такие поверки проводятся следующим образом. На удаленном расстоянии около двадцати пяти метров от нивелира подвешивается утяжеленный шнуровой отвес. Сам прибор после выполнения предыдущей поверки естественно находится в рабочем состоянии. Зрительная труба нивелира обязательно наводится в сторону нитяного отвеса. Наводящим винтом нивелира вертикальная нить точно фокусируется и совмещается со шнуром отвеса. По всей длине объектива она должна совпадать с линией отвеса. Если сетка нитей смещена более значения 0,5 миллиметра, требуется корректировка ее положения. Исправление производится после открепления винтов сетки нитей, находящихся под отвинчивающимся колпачком в районе окулярной части нивелира. Верхние винты открепляются ориентировочно на один полный оборот, а любой из горизонтальных винтов на половину или три четверти оборота винта. После чего аккуратно вся оправа сетки нитей поворачивается в направлении вертикальности, что визуально проверяется в окуляр. Закрепительные винты закручиваются в обратном порядке, и в окуляр окончательно наблюдается совмещение вертикальной нити с линией шнура отвеса. После достижения вертикальности сетки нитей защитный колпачок закручивается на свое место.

Поверки цилиндрического уровня и компенсатора

По своей сути они похожи с тем лишь отличием, что в различных типах оптических нивелиров визирная ось выставляется либо механическим способом с применением цилиндрического уровня, либо специального конструктивно устроенного механизма под названием компенсатора. В любом случае цилиндрический уровень и компенсатор в оптических нивелирах должны быть в исправном состоянии.

Поэтому методика выполнения данной поверки для двух видов нивелиров, с цилиндрическим уровнем и компенсатором, практически одинакова. Исключением в ней считаются исправления с конструктивным отличием узлов, влияющих на установление визирного луча в горизонтальное положение.

Порядок проведения поверки следующий.

Изначально, выбираются две, характерные для нивелирования жесткие точки на значительном удалении друг от друга порядка плюс-минус пятидесяти, семидесяти метров. И в дальнейшем выполняются измерения превышений между ними двумя способами.

В первом случае, производится определение превышения между ними методом из середины (смотрите рис.1), при котором расстояния от нивелира к рейкам должны быть плюс-минус два метра одинаковыми. По снятым отсчетам с двух реек (a, b) вычисляется превышение:

h=a-b

При этом, для конструкции одного нивелира (H-3) в момент снятия отсчетов цилиндрический уровень устанавливается в центр ампулы уровня. В нивелирах с компенсатором, например, Н-3КЛ легким движением руки производят постукивание пальцами по корпусу нивелира с целью проверки работы (не залипания) компенсатора. Превышения в обоих случаях должны иметь одно значение плюс-минус 4 мм. Можно констатировать такой практический факт, что при неисправном состоянии обоих узлов (цилиндрического уровня и компенсатора) в нивелирах при измерении превышения их середины, величины превышения (h=a₁-b₁) так же могут быть плюс-минус одинакового значения. В связи с почти равным расстоянием до точек съемки, отсчеты a₁, b₁ будут отличаться на равновеликие значения Δa, Δb, зависящие от так называемого угла i. Этот угол означает не горизонтальность визирного луча из-за погрешностей в компенсаторе и цилиндрическом уровне нивелира. Мы знаем, что существуют определенные отклонения предельных погрешностей при геодезических измерениях. Так вот, при выполнении этих поверок таким предельным отклонением считается значение плюс-минус 4 мм.

Рис.1. Определение превышения из середины.

Во втором случае, исполняются измерение и одновременное вычисление превышения между выбранными точками (смотрите рис.2), вблизи (не более полутора, двух метров) одной из них путем снятия отсчетов (a₂, b₂). При значении превышения (h=a₂-b₂) более предельной величины (4мм) цилиндрический уровень в одном нивелире, а компенсатор в другом юстируются.

Для этого вычисляется отсчет (a ), на который нужно будет выводить визирную ось нивелиров. Он определяется по формуле:

h-истинное превышение, в миллиметрах;

b₂-отсчет по ближней к нивелиру рейке, в миллиметрах.

Исправление положения цилиндрического уровня в оптических нивелирах (типа Н-3) осуществляется после выведения полученного отсчета (a ) на удаленную рейку вращением элевационного винта. При этом воздушный пузырек уровня смещается с его середины. Далее, исправительными винтами, которые относятся к цилиндрическому уровню, воздушный пузырек возвращается в центральное положение.

В оптических нивелирах с компенсатором (типа Н-3КЛ) исправление визирной оси происходит за счет:

• операции открепления одного из вертикальных юстировочных винтов;
• смещения сетки нитей за счет завинчивания второго винта до полученного значения отсчета (a ) с дальнейшим его закреплением.

Все исправления происходят последовательно с проведением повторения всей поверки полностью, пока предельное отклонение не будет находиться в пределах допустимого значения.

В нивелирах с компенсаторами после этого рекомендуется еще раз провести поверку сетки нитей.