Нивелир 3Н-3КЛ

Нивелир 3Н-3КЛ по ГОСТ 10528-90 (рис. 3.7, а) — точный, с самоустанавливающейся линией визирования, предназначенный для нивелирования III, IV классов и технического, а также для инженерно-геодезических работ при изысканиях и строительстве зданий и сооружений.

Рис. 3.7. Нивелир 3Н-3КЛ
а) внешний вид нивелира 3Н-3КЛ
б) принципиальная схема работы компенсатора нивелира 3Н-3КЛ: ход лучей при горизонтальном и наклонном положении зрительной трубы нивелира

Нивелир 3Н-3КЛ позволяет выполнять геометрическое нивелирование со средней квадратической ошибкой 3 мм на 1 км двойного хода (см. табл. 3.4).

При выполнении наблюдений нивелир 3Н-3КЛ устанавливают в рабочее положение подъемными винтами, по круглому уровню, наблюдая за положением его пузырька. Подъемные винты нивелира имеют укрупненный шаг резьбы, что позволяет приводить его в рабочее положение с минимальной затратой времени.

Нивелир 3Н-3КЛ не имеет закрепительного винта. При грубом наведении трубы на рейку она достаточно легко вращается рукой и надежно фиксируется в нужном направлении. Изготовление цилиндрической оси и втулки из одного и того же металла исключило заклинивание оси при низких температурах.

Точное наведение трубы нивелира на рейку выполняют вращением одной из двух головок винта наводящего устройства бесконечной наводки, расположенных с обеих сторон инструмента и позволяющих выполнять наведение как правой, так и левой рукой.

Зрительная труба нивелира 3Н-3КЛ — с внутренней фокусировкой. Компенсатор нивелира — призменный, оптико-механического типа. Элементарная теория компенсатора может быть представлена так. Пусть отрезок ОК (рис. 3.7, б) визирного луча совпадает с направлением главного горизонтального луча. При этом отражающие грани призм подвижной 1 и неподвижной 2 располагаются под углом 45° к главному горизонтальному лучу и центру С сетки нитей соответствует правильный отсчет П по нивелирной рейке.

При наклоне зрительной трубы под углом (предполагается, что она наклоняется вокруг оптического центра объектива О) центр сетки нитей смещается в положение С₁, и при отсутствии компенсации по рейке был бы взят ошибочный отсчет П₁. Перемещение центра сетки нитей составляет отрезок

СС₁ = fα,

где f — эквивалентное фокусное расстояние объектива. Для компенсации возникающей ошибки нужно, чтобы изображение правильного отсчета П переместилось на отрезок СС₁, в новое положение центра сетки нитей С₁. При наклоне трубы на угол α отражающая грань призмы 1 наклонится на угол К_мα и займет положение 1'. Отражающая грань призмы 2 наклонится на угол в направлении, противоположном наклону призмы 1, и займет положение 2'. Полагая, что из-за малости угла наклона изменение расстояний l и S мало, можно принять, что смещение центра сетки нитей по вертикали есть

∆₁ = 2lК_мα,                               (3.11)

где l — расстояние по лучу между отражающими гранями призм 1 и 2; 2К_мα — угол между отвесной линией и визирным лучом на участке между призмами 1 и 2 при наклонном положении нивелира. Соответственно смещение ∆₂ есть:

∆₂ = 2Sα(K_м + 1),                     (3.12)

где S — расстояние по лучу между отражающей гранью призмы 2 и сеткой нитей. Для компенсации необходимо выполнение условия:

СС₁ = ∆₁ + ∆₂                          (3.13)

или

fα = 2lK_мα + 2Sα(K_м +l),                    (3.14)

откуда

К_м = (f - 2S)/[2(l + S)].                          (3.15)

Далее, задаваясь параметрами f, S и l, находят геометрические размеры подвески по формуле (3.10).

Для предохранения от обрыва нитей подвески компенсатора последний снабжен ограничителем. Высокое качество изображения, создаваемое зрительной трубой нивелира, малая зависимость положения линии визирования от температурных воздействий, быстрое и надежное демпфирование обеспечивают необходимую точность измерений и значительное повышение производительности труда.

Технические характеристики точного нивелира 3Н-3КЛ