Поверка и юстировка нивелира

 Актуальные цены на услуги геодезистов в Москве и Московской области  в 2022 году.

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 (a₀), на который нужно будет выводить визирную ось нивелиров. Он определяется по формуле:

a₀=h+b_2,

где

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 (a₀) 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.

Рис.2. .

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 (a₀) 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.