Устройство нивелира — составные части цифрового и других нивелиров, принцип работы и схема

Нивелир — это оптико-электронный инструмент, который используется для измерения относительных высот и горизонтальных расстояний на поверхности земли. Нивелиры широко применяются в строительстве, геодезии, а также при проведении топографических и инженерно-геодезических работ. Различные типы нивелиров имеют свою уникальную схему устройства и принцип работы.

Основные составные части нивелира включают в себя объектив, нитевую решетку или планшайбу, компенсатор, уровень, пузырьковый уровень, приводы хорд и питание. Объектив нивелира позволяет фокусировать изображение и определять точку наблюдения. Нитевая решетка или планшайба используется для измерения вертикальных отклонений и уровнения нивелира. Компенсатор автоматически компенсирует наклон нивелира для обеспечения точности измерений.

Принцип работы нивелира основан на оптическом методе измерения относительной высоты. Нивелир использует оптическую систему с объективом и окуляром для формирования изображения нитевой решетки или планшайбы. Оптическое изображение проецируется на наблюдательную трубу, где его можно увидеть. Измерение высоты выполняется путем наведения на одну точку наблюдения и затем на другую точку. Разность в положении нитевой решетки или планшайбы указывает на разность высот между этими двумя точками.

Устройство нивелира

Основные составные части цифрового нивелира включают в себя:

1. Оптическую систему: объектив, зеркало, прямой трубный визир, окуляр. Они позволяют производить измерения с высокой точностью и качеством.
2. Установочное устройство: штатив, на котором устанавливается нивелир. Он обеспечивает стабильное положение прибора и позволяет измерять различные высоты на различных пунктах.
3. Компенсатор: это механизм, который автоматически компенсирует наклон и колебания прибора, обеспечивая стабильность и точность измерений.
4. Электронная система: включает в себя цифровой дисплей, панель управления и электронные датчики, которые обрабатывают и отображают данные об измерениях.
5. Батарея: обеспечивает питание для работы электронных компонентов нивелира.
6. Память: некоторые цифровые нивелиры имеют встроенную память, которая позволяет сохранять измеренные данные для последующего анализа и обработки.

Принцип работы нивелира основан на использовании оптических лучей, отраженных от измеряемого объекта. При использовании цифрового нивелира, оптическая система снабжена цифровыми датчиками, которые могут автоматически измерять и регистрировать разницу в высоте между различными точками. Это позволяет быстро и точно определить относительные высоты и создать точные карты рельефа.

Основные составные части цифрового нивелира

Цифровой нивелир представляет собой инструмент, используемый для определения относительных высот точек на местности. Он состоит из нескольких основных составных частей, каждая из которых играет важную роль в его работе.

Компонент	Описание
Оптический трубкоприемник	Оптический прибор, с помощью которого производится нивелирование. Он оснащен окуляром, который позволяет наблюдать за изображением шкалы.
Компенсатор	Устройство, используемое для автоматического горизонтального выравнивания оптической трубки при изменении наклона. Он обеспечивает точность измерений и устойчивость при неровной поверхности.
Лазерный дальномер	Электронное устройство, которое излучает лазерный луч и измеряет время, требуемое для его отражения от целевой точки. По полученным данным определяется расстояние до точки с высокой точностью.
Призма	Оптический элемент, используемый для отражения лазерного луча. Он устанавливается на том объекте, высоту которого нужно определить, и отражает луч обратно в дальномер нивелира.
Компьютер и дисплей
Батарея	Источник питания для работы нивелира. Чаще всего используются литий-ионные аккумуляторы, которые обеспечивают длительное время автономной работы.
Штатив	Специальная тренога, на которую устанавливается нивелир для обеспечения его устойчивости во время измерений. Штатив состоит из нескольких секций, которые регулируются по высоте.

Использование всех этих основных составных частей позволяет цифровому нивелиру точно и быстро определить относительную высоту точек на местности, что делает его незаменимым инструментом в строительстве, геодезии и других отраслях.

Окуляр

Окуляр нивелира представляет собой систему оптических элементов, расположенных в верхней части прибора. Он служит для наблюдения и измерения отсчетов при проведении нивелирования.

Окуляр состоит из следующих основных элементов:

• Окулярная линза: это основной элемент, через который наблюдатель видит изображение. Она имеет оптическую систему, позволяющую создавать ясное и четкое изображение.
• Крестовины: это сетка из двух тонких перекрещивающихся нитей, нанесенных на стекло или проволоку. Она служит для определения точки наблюдения и сравнения отсчетов.
• Фокусирующее устройство: это механизм, позволяющий регулировать фокусное расстояние окуляра для получения наилучшего изображения.
• Диоптрийная настройка: это регулировочный механизм, позволяющий корректировать окуляр под зрительные особенности каждого наблюдателя.

Окуляр принимает световые лучи, проходящие сквозь объектив нивелира, и формирует оптическое изображение на фокальной плоскости. Наблюдатель смотрит в окуляр и с помощью крестовин и шкалы осуществляет измерение отсчетов. Окуляр является одной из важнейших составных частей нивелира, обеспечивающей точность и удобство работы.

Автоколлиматор

Основные составные части автоколлиматора:

• Телескоп – оптическая система, предназначенная для наблюдения объектов. Она содержит объектив, окуляр и другие линзы, которые позволяют увеличить изображение.
• Коллимационная сетка – прозрачная пластинка с нанесенными на нее мелкими делениями. Она помещается перед объективом телескопа и служит для попадания светового луча на приемную плоскость.
• Приемная плоскость – плоская поверхность, на которую попадает световой луч после прохождения через коллимационную сетку и объектив.
• Зеркало – отражает световой луч на коллимационную сетку. Зеркало обычно поворачивается с помощью механизма для точного настройки.
• Электронный датчик – фотодатчик, который преобразует световой сигнал в электрический сигнал. Полученные данные могут быть использованы для дальнейшего анализа или обработки результатов.

Принцип работы автоколлиматора заключается в следующем:

1. Световой луч, исходящий из источника света, попадает на коллимационную сетку через объектив.
2. Сетка отражает световой луч на зеркало, которое направляет его обратно на сетку.
3. Отраженный световой луч попадает на приемную плоскость и фиксируется электронным датчиком.
4. По полученным данным можно определить отклонение объекта от вертикали.

Автоколлиматоры широко применяются в геодезии, строительстве и других областях, где необходимо определить вертикальную ориентацию объектов с высокой точностью.

Планкенштейн

Основными составными частями планкенштейна являются:

• Свайка – железный винт, который погружается в землю и служит опорой для планкенштейна;
• Штатив – специальная конструкция, на которой устанавливается планкенштейн;
• Ствол – вертикальная ось планкенштейна, которая имеет шкалу с делениями для чтения значений высот;
• Столик – горизонтальная площадка, на которую устанавливается оптический уровень;
• Клейма – механизм, который фиксирует планкенштейн на свайке и позволяет его поворачивать;
• Уровень – оптический прибор, который используется для проверки горизонтальности оси планкенштейна.

Принцип работы планкенштейна основан на измерении относительной разности высот между двумя или более точками на местности. Для этого планкенштейн устанавливают на одной из точек, а затем переносят на вторую точку, сохраняя горизонтальное положение оси планкенштейна. Затем, с помощью оптического уровня, высоты точек сравниваются и регистрируются. Таким образом, можно определить разность высот между точками и использовать эти данные для создания карт высотной информации и строительства геодезических сетей.

Основные составные части других нивелиров

Основные составные части других нивелиров включают:

1. Трубу	– основной элемент нивелира, выполненный в виде телескопической трубы. Она служит для наблюдения за изображением лимба и прочих шкал.
2. Уровень	– устройство, предназначенное для выравнивания нивелира по горизонтали. Оно позволяет достичь точности при измерениях.
3. Лимб	– круглая шкала, расположенная на основании трубы, которая используется для измерения углов наклона.
4. Упоры	– устройства, позволяющие устанавливать нивелир на поверхности и фиксировать его положение при измерениях.
5. Оптический нивелир	– часть нивелира, содержащая оптическую систему для измерения разности высот между точками.
6. Водяной уровень	– устройство, заполненное водой, которое используется для обеспечения горизонтальности нивелира.

Каждая из этих составляющих частей является неотъемлемой частью других нивелиров и играет свою роль в обеспечении точности и надежности измерений высот.

Компенсатор

Компенсатор состоит из оптического призматического устройства и весового механизма. Призма внутри компенсатора имеет специальную конструкцию, которая позволяет отражать свет по горизонтальной оси. Весовой механизм автоматически перемещает призму, чтобы компенсировать наклон нивелира. Если нивелир наклоняется влево, то призма переместится вправо и наоборот.

Компенсатор работает на основе принципа свободного подвеса. Внутри компенсатора находится жидкость, которая оказывает сопротивление движению призмы. Когда призма наклоняется, жидкость перемещается и создает силу, восстанавливающую горизонтальное положение прибора. Благодаря этому, нивелир автоматически возвращается в горизонтальное положение и измерения могут быть произведены с высокой точностью.

Компенсаторы нивелиров имеют различную точность компенсации наклона. Наиболее точные компенсаторы способны компенсировать наклон до долей угловой минуты. Они широко используются на строительных объектах, в геодезии, а также в других областях, где требуется высокая точность измерений.

Компенсатор является одной из ключевых составляющих нивелира, обеспечивающей точные измерения и удобство работы оператора. Он позволяет автоматически компенсировать ошибки, связанные с наклоном и трясущимися движениями нивелира, и гарантирует высокую точность измерений

Видео:

Теодолит. Для чего предназначен и как устроен.