Вимірювання горизонтальних проекцій кутів між лініями місцевості виробляють геодезичним кутомірним приладом теодолітом. Для цього теодоліт має горизонтальний кутомірний коло з градусними поділками, званий лімбом. Сторони кута проектують на лімб з використанням рухомого візирної площині зорової труби. Вона утворюється візирної віссю труби при її обертанні навколо горизонтальної осі. Дану площину по черзі поєднують зі сторонами кута ВА і ВС. послідовно направляючи візирну вісь зорової труби на точки А і С. За допомогою спеціального отсчетного пристосування алідади. яка знаходиться над лімбом співвісно з ним і переміщається разом з візирної площиною, на лімбі фіксують початок і кінець дуги a1 c1 (див. рис. 40), беручи відлік по градусним поділом. Різниця взятих відліків є значенням вимірюваного кута # 946; .
Лімб і алідада, використовувані для вимірювання горизонтальних кутів, складають в теодолите горизонтальний круг. Вісь обертання алідади горизонтального круга називають основною віссю теодоліта.
У теодолите також є вертикальний круг з лімбом і алидадой, службовець для виміру вертикальних проекцій кутів - кутів нахилу. Прийнято вважати кути нахилу вище горизонту позитивними, а нижче горизонту - негативними. Лімб вертикального кола зазвичай наглухо скріплений із зоровою трубою і обертається разом з нею навколо горизонтальній осі теодоліта.
Перед вимірюванням кутів центр лімба за допомогою схилу або оптичного центрира встановлюють на прямовисній лінії, що проходить через вершину вимірюваного кута, а площину лімба приводять у горизонтальне положення, використовуючи з цією метою три підйомних гвинта 3 і циліндричний рівень 12 (рис. 41). В результаті даних дій основна вісь теодоліта повинна збігтися з прямовисною лінією, що проходить через вершину вимірюваного кута.
Мал. 41. Пристрій теодоліта 4Т30П:
1 - головка штатива; 2 - підстава; 3 - підйомний гвинт; 4 - наводить гвинт алідади; 5 - закріпний гвинт алідади; 6 - наводить гвинт зорової труби; 7 - окуляр зорової труби; 8 - запобіжний ковпачок сітки ниток зорової труби; 9 - кремальера; 10 - закріпний гвинт зорової труби; 11 - об'єктив зорової труби; 12 - циліндричний рівень; 13 - кнопковий гвинт для повороту лімба; 14 - закріпний гвинт; 15 - окуляр відлікового мікроскопа з діоптрійного кільця; 16 - дзеркальце для підсвічування штрихів отсчетного мікроскопа; 17- колонка; 18 - орієнтир-бусоль; 19 - вертикальний круг; 20 - візир; 21 - Діоптрійність кільце окуляра зорової труби; 22 - виправні гвинти циліндричного рівня; 23 - підставка.
Для установки, настройки і наведення теодоліта на цілі в ньому є система гвинтів: становий і підйомні гвинти, закріпні (затискні) і навідні (мікрометренние) гвинти, виправні (юстувальні) гвинти.
Становим гвинтом теодоліт кріплять до голівці штатива, підйомними гвинтами - горизонтируют.
Закріпними гвинтами скріплюють рухливі частини теодоліта (лімб, алидаду, зорову трубу) з нерухомими. Навідними гвинтами повідомляють мале і плавне обертання закріпленим частинам.
Щоб теодоліт забезпечував отримання неспотворених результатів вимірювань, він повинен задовольняти відповідним геометричним і оптико-механічним умовам. Дії, пов'язані з перевіркою цих умов, називають перевірками. Якщо яка-небудь умова не дотримується, за допомогою виправних гвинтів виробляють юстировку приладу.
В даний час вітчизняними заводами відповідно до чинного ГОСТ 10529 - 96 виготовляються теодоліти чотирьох типів: Т05, Т1, Т2, Т5 і Т30.
Для позначення моделі теодоліта використовується буква "Т" і цифри, що вказують кутові секунди середньоквадратичної помилки одноразового вимірювання горизонтального кута.
За точністю теодоліти поділяються на три групи:
· Технічні Т30, призначені для вимірювання кутів з середніми квадратичними помилками до ± 30 ";
· Точні Т2 і Т5 - до ± 2 "і ± 5";
· Високоточні Т05 і Т1 - до ± 1 ".
ГОСТом 10529 - 86 передбачена модифікація точних і технічних теодолітів. Так, наприклад, теодоліт Т5 повинен виготовлятися в двох варіантах: з циліндричним рівнем при алидаде вертикального кола і з компенсатором, який заміняє цей рівень. Теодоліт з компенсатором при вертикальному колі повинен позначатися додатково буквою "К", наприклад позначається Т5К.
Технічні та експлуатаційні характеристики теодолітів постійно поліпшуються. Шифр оновлених моделей починається з цифри, що вказує на відповідне покоління теодолітів: 2Т2, 2Т5К, 3Т5КП, 3Т30, 3Т2, 4Т30П і т.д.
За конструкцією передбаченої ГОСТ 10529 - 96 типи теодолітів діляться на повторітельние і не повторітельние.
У повторітельних теодолитов лімб має закріпний і наводить гвинти і може обертатися незалежно від обертання алідади.
Неповторітельная система осей передбачена у високоточних теодолітів.
Основні вузли теодоліта
4.4.1. відлікові пристосування
4.4.3. Зорові труби і їх установка
Відлікові пристосування служать для відліку поділок лімба і оцінки їхніх часток. Вони діляться на штрихові (теодоліт Т30) і шкалового (2Т30, Т5, 2Т5) мікроскопи (ріс.42) і мікрометри (теодоліт Т2). Кутова ціна ділення лімба називається ціною поділки лімба.
Ріс.42. Поле зору відлікових пристроїв:
штрихового мікроскопа з отсчетами по вертикальному колу - 358 ° 48 '. по горизонтальному - 70 ° 04 '(а); шкалового мікроскопа з отсчетами: по вертикальному колу - 1 ° 11,5 ', по горизонтальному - 18 ° 22' (б); по вертикальному колу - -0 ° 46,5 ', по горизонтальному - 95 ° 47' (в).
У штрихове мікроскопі теодоліта Т30 в середині поля зору видно штрих, щодо якого здійснюється відлік по лімбу (рис. 42, а). Перед відліком по лімбу необхідно визначити ціну поділки лімба. У теодолите Т30 ціна ділення лімба становить 10 кутових хвилин, тому що градус розділений на шість частин. Число хвилин оцінюється на око в десятих частках ціни розподілу лімба. Точність відліку складає 1 '.
У шкалового мікроскопі теодоліта 2Т30 в поле зору видно шкала, розмір якої відповідає ціні поділки лімба (рис. 42, б, в). Для теодоліта технічної точності розмір шкали і ціна ділення лімба рівні 60 '. Шкала розділена на дванадцять частин і ціна її поділу становить 5 кутових хвилин. Якщо перед числом градусів знака мінус немає, відлік проводиться за шкалою від 0 до 6 в напрямку зліва направо (ріс.42, б). Якщо перед числом градусів стоїть знак мінус, в цьому випадку хвилини відраховуються за шкалою вертикального кола, де перед цифрами від 0 до 6 стоїть знак мінус в напрямку справа наліво (ріс.42, в). Десяті частки ціни ділення шкали беруться на-віч з точністю до 30 ''.
Рівні служать для приведення окремих осей і площин геодезичних приладів в горизонтальне або вертикальне положення. Вони складаються з ампули, оправи та регулювального пристосування.
Залежно від форми ампули рівні бувають циліндричні і круглі. Ампулу циліндричного рівня, внутрішня поверхня якої відшліфована по дузі кола радіуса R. заповнюють нагрітим сірчаним ефіром або спиртом і запаюють. Вільну від рідини частина ампули, заповнену парами рідини, називають бульбашкою рівня. На зовнішній поверхні робочої частини такої ампули через 2 мм нанесені штрихи. Точка, відповідна середньої частини центрального розподілу ампули, називається нуль-пунктом рівня.
Мал. 43. Циліндричний рівень
Пряма uu1 - дотична до внутрішньої поверхні ампули в нуль-пункту О. називається віссю циліндричного рівня (рис. 43). При будь-якому положенні ампули рівня його бульбашка буде завжди займати найвище положення, а дотична, проведена до найвищої точки О 'бульбашки, буде горизонтальна. Якщо поєднати точки О і О ', то вісь циліндричного рівня теж займе горизонтальне положення.
центральний кут # 964; що відповідає одному поділу ампули, визначає чутливість рівня, тобто здатність бульбашки швидко і точно займати в ампулі найвище становище. Величину цього кута називають ціною поділки рівня і розраховують за формулою
де R - радіус внутрішньої поверхні ампули, мм; # 961; '' - величина радіана в секундах; l - довжина розподілу ампули, мм.
Чим більше R. тим менше ціна одного поділу і тим точніше рівень. У точних теодолітів ціна ділення рівня коливається в межах 15 - 40 "на 2 мм, а у технічних - в межах 45 - 60" на 2 мм.