Уровень представляет собой оптический прибор используется для установления или проверки точек в одной и той же горизонтальной плоскости в процессе , известном как выравнивание , и используется в сочетании с сотрудниками выравнивания , чтобы установить относительные высоты уровней объектов или меток. Он широко используется в геодезии и строительстве для измерения разницы высот, а также для переноса, измерения и установки высоты известных объектов или отметок.
Он также известен как уровень Surveyors, Builders, Dumpy или исторический уровень «Y». Он работает по принципу установления отношения визуального уровня между двумя или более точками, для чего используются встроенный телескоп и высокоточный пузырьковый уровень для достижения необходимой точности. Традиционно инструмент полностью настраивался вручную, чтобы обеспечить прямую видимость, но современные автоматические версии самокомпенсируют небольшие ошибки при грубом выравнивании инструмента и, таким образом, более быстры в использовании.
Оптический уровень не следует путать с теодолитом, который также может измерять углы в вертикальной плоскости.
Описание [ править ]
Оптический уровень состоит из прецизионного телескопа с перекрестием и метками Stadia . Перекрестие используется для определения точки уровня на цели, а стадионы позволяют определять расстояние; стадионы обычно имеют соотношение 100: 1, и в этом случае один метр между отметками стадионов на нивелирной рейке представляет собой 100 метров от цели.
Весь блок обычно устанавливается на штатив , а телескоп может свободно вращаться на 360 ° в горизонтальной плоскости. Геодезист регулирует уровень инструмента путем грубой настройки ножек штатива и точной настройки с помощью трех прецизионных регулировочных винтов на инструменте, чтобы сделать плоскость вращения горизонтальной. Геодезист делает это с помощью уровня « бычий глаз», встроенного в крепление инструмента.
Геодезист смотрит в окуляр телескопа, в то время как ассистент держит вертикальную рейку.который измеряется в дюймах или сантиметрах. Рейка уровня ставится ногой на точку, для которой требуется измерение уровня. Телескоп вращается и фокусируется до тех пор, пока рейка уровня не будет четко видна в перекрестии прицела. В случае наклона уровня точная регулировка уровня выполняется винтом высоты с использованием пузырькового уровня высокой точности, закрепленного на телескопе. Это можно увидеть в зеркале во время настройки, или концы пузыря в режиме «разделенного пузыря» можно увидеть в телескоп. Это также позволяет гарантировать точный уровень телескопа во время визирования. Однако в случае автоматического нивелирования регулировка высоты выполняется автоматически с помощью подвешенной призмы под действием силы тяжести, если грубое нивелирование основания инструмента является точным в определенных пределах.
Когда нивелир нивелирован, записываются показания градуировки рейки на перекрестии и отметках стадий, а также опознавательная отметка или маркер помещается в том месте, где рейка опиралась на исследуемый объект или позицию.
Изобретение [ править ]
В 1832 году английский инженер-строитель и изобретатель Уильям Граватт , которому было поручено изучить схему маршрута Юго-Восточной железной дороги от Лондона до Дувра , разочаровался в медленной и громоздкой работе уровня "Y" во время изыскательских работ и разработал более транспортабельный, более простой в использовании «кусковой» уровень [1] [2], названный так из-за его более короткого вида. [3]
Телескоп исторического уровня «y» удерживается на двух латунных рычагах, которые являются частью монтировки, и телескоп можно было легко снять, чтобы можно было изменить направление визирования на 180 градусов или осевое вращение телескопа; оба для компенсации оптических ошибок коллимации. Поскольку телескоп не прикреплен к механизму регулировки уровня, Y-инструмент собирается и разбирается для каждой прицельной станции. Однако нивелир постоянно прикреплен к двум опорным рычагам и механизму нивелирования, что снижает погрешность измерения и значительно сокращает время, необходимое для настройки прибора. Dumpy использует тот же базовый принцип прицеливания на уровне.
Операция обследования [ править ]
После тщательной настройки уровня высота перекрестия определяется либо путем визирования по известному ориентиру с известной высотой, определенной предыдущей съемкой, либо используется произвольная точка с предполагаемой высотой.
Визирование производится помощником геодезиста, который держит градуированную рейку вертикально в измеряемой точке. Геодезист поворачивает телескоп до тех пор, пока градуированная рейка не окажется на перекрестии нитей, и запишет показания. Это повторяется для всех наблюдений из этой базы данных. Если инструмент перемещается в другое положение в пределах видимости, он повторно выравнивается, и выполняется визирование на известном уровне в предыдущей съемке. Это связывает любые новые уровни с предыдущими уровнями. Показание уровня задней точки всегда вычитается из показания уровня передней точки, и это равняется изменению высоты между двумя точками, поэтому этот метод называется дифференциальным выравниванием .
Другой метод нивелирования при съемке называется тригонометрическим нивелированием , который включает прямое использование тахеометра (или любого устаревшего инструмента, считывающего углы) для считывания вертикального (зенитного) угла стержня призмы и использования тригонометрических функций для получить изменение высоты.
Варианты [ править ]
Уровень Y или звездочка - самый старый и громоздкий из оптических инструментов старого типа. Маломощный телескоп помещается в пару зажимов, а затем инструмент выравнивается с помощью спиртового уровня , который устанавливается параллельно основному телескопу.
Термин « дампи-уровень» (также «уровень строителя» ) сохраняется, несмотря на эволюцию дизайна. Они могут быть ручными или автоматическими - последнее настраивается гораздо быстрее.
Наклона уровня представляет собой вариант , который имеет вертикальную точность регулировочный винт , который наклоняется как телескоп и высокий уровень точности пузырь , прикрепленный к нему , чтобы сделать их уровень. Это снижает полную зависимость от точности нивелирования нижнего крепления инструментов, а отображение «раздвоенного пузыря» дает дополнительную уверенность в том, что зрительная труба выровнена во время визирования. Это обеспечивает более быструю работу, поскольку нижняя опора не обязательно должна быть по-настоящему ровной, хотя это приведет к небольшой ошибке, поскольку вертикальная ось опоры не полностью совпадает с центром телескопа. Разделенный пузырек работает, отображая половину обоих концов пузыря бок о бок в телескопе, и когда изогнутые концы выровнены, он находится на уровне.
Автоматический уровень , наливной уровень или автоматической строительный уровень включает в себя внутренний механизм компенсатора (качающаяся призмы ) , который, когда установлено близко к уровню, автоматически удаляет любые оставшиеся вариации. Это снижает необходимость в установке основания инструмента по-настоящему ровно, как в случае с кусковым уровнем. Самовыравнивающиеся инструменты являются предпочтительным инструментом на строительных площадках, строительстве и во время геодезических съемок из-за простоты использования и быстрой настройки.
Цифровой электронный уровень также устанавливается уровень на штатив и читает персонал штрих-кодом с использованием электронных лазерных методов. Высота рейки в том месте, где ровный луч пересекает рейку, отображается на цифровом дисплее. Этот тип уровня устраняет интерполяцию градуировки человеком, тем самым устраняя источник ошибки и повышая точность. В ночное время нивелир используется в сочетании с автоматическим перекрестным лазером для точного считывания показаний шкалы.
Уровня транзита также имеет возможность измерять как высоту и азимут целевого объекта относительно эталона в горизонтальной плоскости. Инструмент поворачивается для наведения на цель, а вертикальный и горизонтальный углы считываются по калиброванной шкале [4]
Современный автоматический оптический уровень с горизонтальным транзитным отсчетом.
Внутренний призматический механизм автоматически нивелирующего телескопа.
Уровень «Y». Телескоп можно снять и перевернуть или повернуть в осевом направлении, чтобы устранить ошибки коллимации.
Азимут - это угол между двумя интересующими точками в горизонтальной плоскости.
Контрольно-правочная машина с низкой точностью для ручного использования
В популярной культуре [ править ]
В первой главе Томаса Харди 1887 романа В крае лесов , [5] рассказчик утверждает: «Он знал , что каждый тонкий наклон десяти миль земли между Cernel Аббота и Sherton-городом рынка , к которым он путешествовал, так точно , как и любой геодезиста мог бы выучить это на низком уровне ".
В онлайн-игре World of Warcraft есть квест в Болотине, который дает Сюрвейер Турдан, чтобы вернуть его потерянный корявый уровень. Он даже комментирует название, говоря: «Я не называл эту чертову штуку, хорошо?
См. Также [ править ]
- Глоссарий терминов выравнивания
- Лазерный уровень
- Уровень лазерной линии
- Теодолит
- Тахеометр
- Филадельфийская удочка
- Уровень воды (устройство)
Ссылки [ править ]
- ^ Сайкия; и другие. (30 октября 2010 г.). Геодезия . PHI Learning. ISBN 8120339851.
- ^ "Уильям Граватт" . craig-telescope.co.uk . Проверено 31 мая 2012 .
- ^ Оксфордский словарь английского языка . "dumpy", прил. 2.
Улучшенный уровень Gravatt, обычно называемый (по внешнему виду) Dumpy Level.
CS1 maint: location ( ссылка ) - ^ «Все о транзитных уровнях» . johnsonlevel.com .
- ↑ Томас Харди, Лесные жители
Внешние ссылки [ править ]
- Проверка уровня
- Уровень звезды (уровень Y)
