Проведение операций поверки

Поверка точных теодолитов

Условия проведения поверки

1.1 Перед началом поверки геодезические приборы и все используемые при ее проведении технические средства должны быть приведены в рабочее состояние в соответствии с инструкциями по их эксплуатации (ИЭ).

1.2 При выполнении поверки в помещении должны выполняться следующие требования:

- температура окружающего воздуха должна быть в пределах (+20 ± 5)°С;

- скорость изменения температуры должна быть не более 3°С в час;

- относительная влажность не более 90%;

- колебания напряжения электропитания - не более 10%.

При проведении поверки вне помещения условия видимости должны быть благоприятными, колебания изображения - минимальными, на приборы не должны попадать прямые солнечные лучи, скорость ветра не должна превышать 4 м/с; измерения должны проводиться при полном отсутствии осадков.

1.3 При проведении поверки должны соблюдаться правила работы с измерительными приборами, указанные в эксплуатационной документации, а также правила по технике безопасности.

1.4 Технологическую поверку проводит специалист, за которым закреплено поверяемое средство измерений (СИ) для выполнения топографо-геодезических работ.

Поверка теодолитов

Операции поверки

2.1.1 При проведении технологической поверки теодолитов должны выполняться операции, указанные в табл. 1.

2.1.2 Периодичность проведения операций поверки - в соответствии с требованиями Инструкции по построению государственной геодезической сети и Инструкции по полигонометрии.

Таблица 1

Операции поверки	Номера пунктов методики поверки	Обязательность проведения

1. Проверка внешнего состояния и комплектности	2.2.1	Да
2. Опробование	2.2.2	Да
3. Проверка уровней	2.2.3	Да
4. Проверка правильности установки сетки нитей	2.2.4	Да
5. Проверка перпендикулярности визирной и горизонтальной осей	2.2.5	Да
6. Определение места нуля (места зенита) вертикального круга	2.2.6	Да
7. Проверка перпендикулярности горизонтальной и вертикальной осей	2.2.7	Да
8. Определение максимального влияния эксцентриситета вертикального круга	2.2.8	Только у теодолитов с односторонней системой отсчитывания по В/К
9. Проверка правильности установки уровня на трубе	2.2.9	Только у теодолитов с уровнем на зрительной трубе
10. Определение рена отсчетной системы горизонтального и вертикального кругов	2.2.10	У теодолитов с оптическим микрометром и шкаловым микроскопом
11. Определение диапазона и погрешности работы компенсатора	2.2.11	У теодолитов с компенсатором в отсчетной системе В/К
12. Проверка работы оптического центрира	2.2.12	У теодолитов с оптическим центриром
13. Контрольные измерения углов	2.2.13	Если это предусмотрено техническим проектом на выполнение работ

Примечание: "ДА" - означает обязательность проведения операции поверки для всех типов теодолитов;

"ВК" - вертикальный круг.

Проведение операций поверки

2.2.1 Проверку внешнего состояния и комплектности теодолита проводят визуальным осмотром. При проведении осмотра следует устанавливать соответствие теодолита следующим требованиям:

- маркировка прибора и футляра должна соответствовать требованиям ГОСТ 10529-96, а также технической документации на поверяемый теодолит;

- прибор и футляр не должны иметь механических повреждений, следов коррозии, препятствующих или затрудняющих работу с ним;

- теодолит должен иметь чистые поля зрения зрительной трубы и отсчетных устройств, а также обеспечивать четкие изображения визирных целей и отсчетных шкал;

- комплектность прибора должна соответствовать указанной в его паспорте.

2.2.2 Проверку работоспособности и взаимодействия подвижных узлов теодолита выполняют опробованием.

При опробовании должны быть проверены:

- работоспособность замков, прижимов и винтов, фиксирующих прибор в футляре;

- устойчивость штатива, надежность фиксации ножек, работоспособность присоединительных приспособлений;

- работоспособность установочных приспособлений и плавность вращения всех подвижных частей;

- фиксация зеркала подсветки и поворотной призмы контактного уровня в заданном положении;

- наличие и работоспособность штатных элементов питания, электрических контактов и равномерность электроосвещения (в теодолитах с электроподсветкой);

- воспроизводимость автоколлимационного изображения при наблюдении на зеркало (в автоколлимационных теодолитах).

У теодолитов с цифровым отсчетом проверяют работоспособность табло и в случае необходимости тестируют систему выдачи информации способами, указанными в ИЭ прибора.

2.2.3 Для проверки перпендикулярности оси цилиндрического уровня при алидаде горизонтального круга к вертикальной оси вращения прибора необходимо установить уровень параллельно двум подъемным винтам подставки и, вращая их в противоположных направлениях, привести пузырек уровня на середину. После этого повернуть алидаду горизонтального круга на 180° вокруг вертикальной оси. Если пузырек уровня отклонится от середины, то половину отклонения следует устранить исправительными винтами уровня, а затем повторить проверку.

Проверку и юстировку следует выполнять до тех пор, пока после поворота алидады на 180° пузырек уровня не будет отклоняться более чем на 0,5 деления уровня.

При наличии круглого уровня в теодолите должно выполняться следующее условие: ось круглого уровня должна быть параллельна вертикальной оси вращения теодолита.

Операция его поверки осуществляется аналогичным образом.

2.2.4 Правильность установки сетки нитей трубы состоит в том, что горизонтальный штрих ее должен быть горизонтальным, а другой (ему перпендикулярный) - вертикальным.

При проверке трубу наводят на четко видимую удаленную точку. Если изображение точки при наклоне трубы, пройдя вдоль вертикального штриха, будет находиться посередине между штрихами биссектора, то сетка установлена правильно. Если будет замечено смещение изображения точки более чем на три толщины штриха для теодолитов типа Т1, Т2, Т5 и на треть ширины биссектора для Т15 и Т30, то сетку необходимо развернуть.

При выполнении проверки допускается также наводить на выбранную точку горизонтальный штрих сетки, смещая затем изображение точки в поле зрения наводящим винтом алидады.

Вертикальность биссектора (вертикального штриха) сетки можно проверить, совмещая его с изображением нити отвеса, опущенного в ведро с маслом (машинным, трансформаторным) или с водой, смешанной с опилками.

2.2.5 Неперпендикулярность визирной оси зрительной трубы к горизонтальной оси ее вращения вызывает коллимационную погрешность С.

Для проверки теодолита с двусторонней отсчетной системой по лимбу необходимо после горизонтирования прибора навести зрительную трубу на удаленную, отчетливо видимую цель и сделать отсчет при круге лево по горизонтальному кругу. Затем перевести трубу через зенит, навести ее на ту же цель и сделать отсчет при круге право. Разность отсчетов должна быть равна 180°. Отклонение разности от 180° равно двойной коллимационной погрешности:

В теодолитах (Т5, Т15, Т30) с односторонней системой отсчетов по лимбу разность отсчетов будет искажена не только влиянием коллимационной погрешности но и влиянием эксцентриситета алидады, величина которого в отдельных образцах теодолитов может достигать '.

Определение коллимационной погрешности указанных теодолитов следует выполнять следующим образом.

После установки теодолита в рабочее положение, визируют на одну и ту же точку при двух положениях вертикального круга и получают по горизонтальному кругу разность отсчетов .

Затем открепляют винт подставки, поворачивают теодолит в подставке на 180°, горизонтируют прибор, вновь наводят на ту же точку при двух положениях круга и получают разность . Величина двойной коллимационной погрешности будет

2.2.6 Место нуля (зенита ) вертикального круга определяют визированием на четко видимую точку при двух положениях круга и взятием отсчетов и по вертикальному кругу. Перед взятием отсчетов приводят пузырек уровня при вертикальном круге на середину (за исключением приборов с компенсатором).

Вычисление () в зависимости от системы оцифровки круга производят по формуле, указанной в ИЭ на конкретный тип теодолита.

2.2.7 Проверку неперпендикулярности вертикальной и горизонтальной осей выполняют одним из следующих способов.

При наведении на горизонтально расположенную цель добиваются того, чтобы у поверяемого теодолита . Затем теодолит тщательно горизонтируют, наводят зрительную трубу на четкую точку, расположенную под углом не менее 15° к горизонту. Берут отсчеты и по горизонтальному кругу. Значение неперпендикулярности осей вычисляют по формуле

где - угол наклона линии визирования.

Другой способ рекомендуется для теодолитов технической точности, у которых преобладающей является погрешность отсчета. Теодолит тщательно горизонтируют и наводят трубу на высоко расположенную точку () последовательно при двух положениях круга. После каждого наведения проецируют центр сетки нитей на шкалу линейки или штриховой меры, установленной горизонтально в 20-30 м от теодолита, примерно на уровне горизонта прибора, перпендикулярно к линии визирования. При проецировании берут отсчеты и по шкале. Значение вычисляют по формуле

где - расстояние от прибора до шкалы;

Измерения должны выполняться четным числом приемов (2 или 4) с целью исключения влияний качки вертикальной оси, и за окончательное значение принимают среднее из всех приемов.

У теодолитов с накладным уровнем допускается проверку неперпендикулярности осей производить по показаниям этого уровня, получаемым при различных наклонах зрительной трубы. При этом используют формулу

где , - отсчеты по левому и правому концам пузырька уровня;

- цена деления уровня;

- нуль-пункт уровня.

Допускается для проверки использовать коллиматорный стенд УК-1 с коллиматорами, расположенными на углах ±50°, применяя методику, изложенную в ГОСТ 10529-96.

2.2.8 Для определения максимального влияния эксцентриситета вертикального круга выбирают линию на местности длиной не менее 300 м. На одном ее конце устанавливают поверяемый теодолит, приводят в рабочее положение и тщательно измеряют рулеткой высоту прибора до горизонтальной оси () с округлением результата до 1 мм. На другом конце устанавливают рейку, веху или марку на штативе, так чтобы точка визирования находилась на высоте горизонтальной оси теодолита . Измеряют угол наклона полным приемом. Затем меняют теодолит и визирную цель местами и измеряют угол в обратном направлении, сохранив при установке теодолита высоту горизонтальной оси . Максимальное влияние эксцентриситета вертикального круга определяют по формуле

где - среднее значение угла из прямых и обратных измерений.

Для контроля погрешности измерение повторяют и за окончательный результат принимают среднее значение из двух приемов.

2.2.9 Проверку правильности установки цилиндрического уровня при трубе можно выполнять одним из способов, принятых для проверки угла нивелиров (раздел 4).

2.2.10 Чтобы определить рен оптического микрометра, устанавливают на шкале последнего отсчет, близкий к нулю, и приблизительно совмещают с помощью наводящего винта алидады диаметрально противоположные штрихи A и (А + 180°) верхнего и нижнего изображений лимба. После этого по барабану оптического микрометра берут отсчеты при трех точных совмещениях штрихов:

А ₁ - при совмещении штрихов А и (А + 180°);

А ₂ - при совмещении штрихов (А - μ) и (А + 180°);

А ₃ - при совмещении штрихов A и (А + 180° - μ),

где μ - величина наименьшего деления круга.

Рен верхнего и нижнего изображений находят по формулам

где μ₀ - цена деления шкалы микрометра.

Далее вычисляют среднее значение рена

r = (r _в + r _н)/2.

Установки алидады горизонтального круга для теодолитов с делениями в 4', 10' и 20' показаны в табл. 2, а пример определения рена в приложении 3.

Установку вертикального круга выбирают в диапазоне ±10° относительно горизонтального положения трубы через интервал (2° + μ) в прямом и обратном ходах.

Таблица 2

Номер установки	Установка φ алидады горизонтального круга
прямой ход	Номер установки	обратный ход
Для теодолитов с μ = 4 '
1.	0°00'		22°32"
2.	45°06'		67°38'
3.	90°12'		112°44'
4.	135°18'		157°50'
5.	180°24'		202°56'
6.	225°30'		247°02'
7.	270°36'		292°08'
8.	315°42'		337°14'
Для теодолитов с μ = 10'
1.	0°00'		22°40'
2.	45°10'		67°50'
3.	90°20'		119°00'
4.	135°30'		157°10'
5.	180°40'		202°20'
6.	225°50'		248°30'
7.	270°00'		292°40'
8.	315°10'		337°50'
Для теодолитов с μ = 20'
1.	0°00'		22°20'
2.	45°20'		67°40'
3.	90°40'		113°00'
4.	135°00'		157°20'
5.	180°20'		202°40'
6.	225°40'		248°00'
7.	270°00'		292°20'
8.	315°20'		337°40'

В теодолитах со шкаловым микроскопом проверку рена следует выполнять совмещением штриха лимба с нулевым штрихом шкалы микроскопа, после чего делают отсчет по шкале относительно соседнего штриха круга. Величиной рена будет разность между отсчитанным значением интервала и его номинальным значением (1°). Измерения выполняют на установках алидады, следующих через 60°.

Для вертикального круга рен определяют в диапазоне углов наклона трубы ±10° через интервал 2°.

2.2.11 Проверка работы компенсатора должна выполняться для теодолитов, имеющих самоустанавливающийся отсчетный индекс вертикального круга.

Для проверки выбирают какую-либо визирную цель и устанавливают теодолит на штативе так, чтобы один из подъемных винтов подставки был расположен в направлении визирной цели. Горизонтируют прибор по уровню при алидаде горизонтального круга и производят отсчет по вертикальному кругу. Действуя подъемным винтом подставки, наклоняют теодолит на γ (наклон задают по вертикальному кругу), где γ - угол, соответствующий диапазону работы компенсатора.

Наводят зрительную трубу на ту же точку и берут второй отсчет по вертикальному кругу.

Наклоняют ось вращения алидады на γ, но в противоположную сторону, берут третий отсчет. При нормальной работе компенсатора разность между отсчетами должна оставаться в допустимых пределах. Проверку повторяют 2-3 приемами. Среднее значение разности, отнесенное к 1' наклона оси, характеризует систематическую погрешность компенсации.

У электронных теодолитов проводят проверку датчика углов наклона аналогично описанному выше с той лишь разницей, что отсчеты по вертикальному кругу считывают с цифрового табло.

2.2.12 Для проверки совпадения визирной оси оптического центрира с вертикальной осью вращения теодолит устанавливают на штатив, закрепляют становым винтом и тщательно горизонтируют. Под штатив кладут лист бумаги с нанесенной на ней точкой или крестом.

Окуляр оптического центрира устанавливают на резкое изображение перекрестия (или кольца), а перемещением объектива добиваются резкого изображения точки, отмеченной на листе бумаги. Передвижением листа в нужном направлении добиваются совмещения точки на листе с перекрестием сетки оптического центрира.

Поворачивают дважды верхнюю часть теодолита на 120° и отмечают проекции сетки при каждом его положении на листе точки. Несовпадение полученных точек при повороте алидады теодолита характеризует точность работы и юстировки центрира.

2.2.13 Контрольные измерения горизонтальных и вертикальных углов проводят с целью оценки средней квадратической погрешности горизонтального (m _β) и вертикального (m _α) углов.

Порядок определения значений m _β и m _α и формулы для вычислений - в соответствии с ГОСТ 10529-96. При измерении горизонтального угла β, выбираемого в пределах (90±30)°, делают 6 независимых приемов на симметричных (для оптических теодолитов) или произвольных (для электронных теодолитов) установках лимба. При измерении вертикального угла α (зенитного расстояния Z) выбирают три угла в пределах ±30° (60÷120)° и производят три независимых приема.

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

Поверку производят обычным способом, поворотом алидады на 180º. Юстировку выполняют юстировочным винтом цилиндрического уровня.

2. Вертикальная нить сетки должна лежать в коллимационной плоскости трубы. Поверка производится так же, как в технических теодолитах. Если будет замечено смещение изображения точки с вертикальной нити более чем на три толщины штриха, то сетку необходимо повернуть.

Для этого в теодолите Т2 снимают колпачок, закрывающий юстировочные винты сетки, слегка отпускают винты, скрепляют окуляр с корпусом трубы, и поворачивают окуляр вместе с сеткой. После чего поверку повторяют.

В теодолите 2Т2, взявшись за колпачок, поворачивают окуляр. После чего поверку повторяют. Если такой способ не устранил несоблюдение условия, необходимо произвести частичную разборку окуляра в условиях мастерской и исправить наклон сетки.

3. Визирная ось зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения трубы. Поверку выполняют обычным способом. Несоблюдение условия вызывает коллимационную ошибку . Величина коллимационной ошибки не должна превышать .

Устранение коллимационной ошибки в теодолите Т2 производится юстировочными винтами сетки нитей обычным способом, а в теодолите 2Т2 – с помощью специального клинового кольца. Действия при этом выполняют в следующем порядке:

- вращением рукоятки микрометра устанавливают отсчет минут и секунд, равный ;

- вращением наводящего винта алидады горизонтального круга совмещают изображения штрихов;

- вращением клинового кольца ключом вводят изображение точки в центр биссектора сетки нитей.

После юстирования поверку повторяют. Поверку выполнения этого условия производят многократно при визировании на различно удаленные цели, с тем чтобы выявить не только величину коллимационной ошибки, но и колебания в ее значениях, возможные главным образом вследствие недостатков движения фокусирующей линзы. Наблюдения при этом ведут на цели, расположенные от теодолита на расстояниях порядка 20, 50, 200, 500, 1000 м и более. Из каждых наблюдений вычисляют двойную коллимационную ошибку . Колебание величины 2С не должно превышать .

4. Ось вращения зрительной трубы должна быть перпендикулярна к оси вращения теодолита. Поверка производится так же, как и в технических теодолитах. Величину угла , на который отклоняется ось вращения трубы от положения, перпендикулярного к оси вращения прибора, определяют по формуле

где - линейная ошибка вследствие наклона оси вращения трубы, равная половине расстояния между проекциями точки;

- угол наклона визирной оси при наведении на точку;

- расстояние от горизонтальной проекции точки до теодолита.

Пример определения угла по формуле () приведен в таблице 1.

Таблица 1

Определение угла для теодолита Т2 № 103115

Наблюдал Т.А. Иванова	Дата 18 июня 2011 г.
Записывал Т.В. Антипова

Расстояние между проекциями точки, мм	Угол наклона визирной оси	Расстояние от горизонтальной проекции точки до теодолита, , м
1,8	16º30’	21,53	3.2”