Уровень (инструмент) - Level (instrument)
А уровень является оптический инструмент используется для установления или проверки точек в одном и том же горизонтальная плоскость в процессе, известном как выравнивание, и используется вместе с выравнивающий персонал для определения уровней относительной высоты объектов или отметок. Он широко используется в геодезия и строительство 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 используется встроенный телескоп и высокоточный пузырьковый уровень используются для достижения необходимой точности. Традиционно инструмент полностью настраивался вручную для обеспечения прямой видимости, но современные автоматические версии самокомпенсируют небольшие ошибки грубого нивелирования инструмента, и поэтому их можно использовать быстрее.
Оптический уровень не следует путать с теодолит который также может измерять углы в вертикальной плоскости.
Описание
Оптический уровень состоит из прецизионного телескопа с перекрестие и Знаки стадиона. 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 стадиона на нивелирной рейке представляет 100 метров от цели.
Полный блок обычно устанавливается на штатив, а телескоп может свободно вращаться на 360 ° в горизонтальной плоскости. Геодезист регулирует уровень инструмента путем грубой регулировки ножек штатива и точной настройки с помощью трех прецизионных регулировочных винтов на инструменте, чтобы сделать плоскость вращения горизонтальной. Сюрвейер делает это с помощью уровень бычьего глаза встроен в крепление инструмента.
Геодезист смотрит в окуляр телескопа, а ассистент держит вертикальный уровень персонала который измеряется в дюймах или сантиметрах. Рейка уровня ставится ногой на точку, для которой требуется измерение уровня. Телескоп поворачивается и фокусируется до тех пор, пока рейка уровня не будет отчетливо видна в перекрестии. В случае наклона уровня точная настройка 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 из-за силы тяжести, если грубое нивелирование основания инструмента является точным в определенных пределах.
Когда нивелирная рейка находится в горизонтальном положении, записываются показания градуировки на перекрестии и отметках стадий, а также опознавательная отметка или маркер помещается в том месте, где рейка опиралась на исследуемый объект или позицию.
Изобретение
В 1832 г. английский инженер-строитель и изобретатель Уильям Граватт, которому было поручено изучить схему Юго-восточная железная дорога маршрут из Лондона в Дувр, разочаровался в медленной и громоздкой работе уровня "Y" во время изыскательских работ и разработал более переносимый, более простой в использовании "кусковой" уровень,[1][2] так назвали 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 обеспечить изменение направления визирования на 180 градусов или осевое вращение телескопа; оба для компенсации ошибок оптической коллимации. Поскольку телескоп не прикреплен к механизму регулировки уровня, Y-инструмент собирается и разбирается для каждой прицельной станции. Однако нивелирный уровень постоянно прикреплен к двум опорным рычагам и механизму нивелирования, что снижает погрешность измерения и значительно сокращает время, необходимое для настройки прибора. В Dumpy используется тот же базовый принцип прицеливания по уровню.
Обзорная операция
После тщательной настройки уровня высота перекрестия определяется либо прицеливанием из известного ориентир с известной высотой, определенной предыдущей съемкой, или произвольная точка с предполагаемой высотой.
Визирование производится помощником геодезиста, имеющим дипломную штат сотрудников вертикально в измеряемой точке. Геодезист поворачивает телескоп, пока шкала 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 дифференциальное выравнивание.
Другой метод нивелирования в геодезии называется тригонометрическая нивелировка, что предполагает прямое использование тахеометр (или любой устаревший инструмент, который считывает углы), чтобы прочитать вертикальный (зенитный) угол к стержню призмы и использует тригонометрические функции чтобы получить изменение высоты.
Варианты
В Y уровень или уровень звезды это самый старый и самый громоздкий из оптических инструментов старого типа. Маломощный телескоп помещается в пару зажимов, а затем инструмент выравнивается с помощью духовный уровень, который установлен параллельно основному телескопу.
Период, термин неровный уровень (также строительный уровень) сохраняется, несмотря на эволюцию дизайна. Они могут быть ручными или автоматическими - последнее настраивается гораздо быстрее.
А уровень наклона представляет собой вариант с прецизионным винтом вертикальной регулировки, который наклоняет телескоп и прикрепленный к нему высокоточный пузырьковый уровень, чтобы выровнять их. Это снижает полную зависимость от точности нивелирования нижнего крепления инструментов, а отображение «разделенного пузыря» дает дополнительную уверенность в том, что телескоп находится в горизонтальном положении 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.
An автоматический уровень, самовыравнивающийся уровень, или уровень строителя включает механизм внутреннего компенсатора (качающийся призма ), который при установке близко к уровню автоматически удаляет все оставшиеся отклонения. Это снижает необходимость в установке основания инструмента по-настоящему ровно, как в случае с неровным уровнем. Самовыравнивающиеся инструменты являются предпочтительным инструментом на строительных площадках, строительстве и во время геодезических съемок из-за простоты использования и быстрой настройки.
А цифровой электронный уровень также устанавливается горизонтально на штатив и считывает штрих-код с помощью 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 вместе с автоматическим перекрестным лазером для точных показаний шкалы.
А уровень транзита также имеет возможность измерять как высота и азимут целевого объекта относительно эталона в горизонтальной плоскости. Инструмент поворачивается для наведения на цель, а значения вертикального и горизонтального углов считываются по калиброванной шкале.[4]
Современный автоматический оптический нивелир с горизонтальным транзитным отсчетом.
Внутренний призматический механизм автоматически нивелирующего телескопа.
Уровень «Y». Телескоп можно снимать и переворачивать, или вращать в осевом направлении, чтобы устранить ошибки коллимации.
Азимут - это угол, образованный между двумя интересующими точками в горизонтальной плоскости.
Контрольно-правочный станок с низкой точностью для ручного использования
В популярной культуре
В первой главе романа Томаса Харди 1887 г. Лесные жители,[5] рассказчик утверждает: «Он знал каждый тонкий уклон десяти миль земли между Аббатом Сернелом и Шертоном - рыночным городком, в который он путешествовал, - так точно, как любой геодезист мог бы узнать это на низком уровне».
В онлайн игре Мир Warcraft, в Болотине есть квест, который дает Сюрвейер Турдан, чтобы вернуть его потерянный кучий уровень. Он даже комментирует название, говоря: «Я не называл эту чертову штуку, хорошо? Иди, найди!»
Смотрите также
- Глоссарий терминов выравнивания
- Лазерный уровень
- Уровень лазерной линии
- Теодолит
- Тахеометр
- Филадельфийская удочка
- Уровень воды (устройство)
использованная литература
- ^ Сайкия; и другие. (30 октября 2010 г.). Геодезия. PHI Learning. ISBN 8120339851.
- ^ "Уильям Граватт". craig-telescope.co.uk. Получено 2012-05-31.
- ^ Оксфордский словарь английского языка. "корявый", прил., 2.
Улучшенный уровень Граватта, обычно называемый (по внешнему виду) Dumpy Level.
CS1 maint: location (ссылка на сайт) - ^ [1] Новости уровня Джонсона
- ^ Томас Харди, Лесные жители