Note de curs - I.M.M.- I Prof.univ.dr.ing. Johann Neuner __________________________________________________________________________________________

1

5. Instrumente şi metode pentru măsurarea unghiurilor Instrumentele pentru măsurarea unghiurilor în teren se pot clasifica în: - instrumente de unghi fix - echere topografice - (nu se mai folosesc în practica curentă); - instrumente de unghi variabil (teodolite, giroteodolite, busole, ş.a.).

5.1 Teodolitul - generalităţi Unghiurile care se măsoară în teren sunt proiecţii ale unghiurilor din spaţiu, fie într-un plan orizontal (unghiuri orizontale), fie într-un plan vertical (unghiuri verticale). Teodolitul este un instrument care serveşte atât la măsurarea direcţiilor orizontale spre două sau mai multe puncte din teren, cât şi a înclinării acestor direcţii. Teodolitul poate fi considerat o combinaţie dintre un goniometru (pentru măsurarea direcţiilor orizontale) şi un eclimetru (pentru măsurarea înclinării acestor direcţii). Goniometrul este format din două cercuri concentrice, unul exterior - limbul - şi unul interior - alidada -. Ansamblul limb-alidadă poate executa o rotaţie în jurul axei comune - mişcare generală. În timpul măsurării direcţiilor orizontale limbul rămâne fix, iar alidada, care susţine indicii de citire, se roteşte în jurul axei comune - mişcarea înregistratoare. În topografie noţiunea de direcţie, se consideră valoarea citită la cercul gradat (limb), când se vizează un obiect din teren şi reprezintă de fapt unghiul dintre originea de gradare a cercului şi valoarea de pe cercul gradat, în dreptul căreia se află indicele de citire. În funcţie de modul de măsurare al direcţiilor, teodolitele se pot clasifica astfel:

- teodolite de construcţie clasică, cu cercuri metalice şi sisteme de citire cu vernier sau scăriţe (nu se mai folosesc în practica curentă);

- teodolite optico-mecanice, cu cercurile din sticlă şi citire centralizată într-un microscop;

- teodolite electronice; În funcţie de precizia de măsurare al direcţiilor teodolitele se pot clasifica în:

- teodolite propriuzise (cu aproximaţia de citire de 1 - 2cc); - teodolite-tahimetre (cu aproximaţia de citire de 1c).

Principiul de construcţie a unui teodolit este foarte vechi (cunoscut încă din antichitate), dar în esenţă şi teodolitele moderne respectă aceleaşi principii constructive. Toate piesele unui teodolit pot fi atribuite la două părţi constructive esenţiale:

- infrastructura teodolitului (părţile fixe în timpul măsurării direcţiilor orizontale);

- suprastructura teodolitului (părţile mobile în timpul mãsurãrii direcţiilor orizontale).

Infrastructura teodolitului

Intregul teodolit se sprijină pe platforma trepiedului, prin intermediul plăcii de bază. Pentru asigurarea unei prinderi elastice de platforma trepiedului, şurubul de prindere se înfileteazã în placa de tensiune, care cuprinde în fante speciale şi vârfurile celor trei şuruburi de calare, dispuse la 120° între ele. Partea superioară a şuruburilor de calare este fixată în ambază. Din mijlocul ambazei

Note de curs - I.M.M.- I Prof.univ.dr.ing. Johann Neuner __________________________________________________________________________________________

2

se înalţă axul tubular, care susţine limbul (cercul orizontal gradat), iar în interiorul axului tubular se regăseşte axul plin, care susţine nivelele teodolitului (nivela torică, şi nivela sferică) şi întreaga suprastructură a acestuia.

Figura 5.1 Principiul constructiv al unui teodolit

Suprastructura teodolitului Este formată din axul care susţine cercul alidad, pe care se sprijină furca de susţinere a lunetei şi a cercului vertical. Nivelele teodolitului sunt montate pe cercul alidad şi servesc la orizontalizarea cercurilor orizontale şi implicit verticalizarea axei principale de rotaţie a teodolitului - VV, operaţie ce se realizează din şuruburile de calare înaintea măsurătorilor. Condiţiile geometrice ale axelor teodolitului: a) VV să fie verticală. Prin calare se realizează: VV perpendicular pe NN ; b) rO perpendicular pe OO ( axa de vizare să fie perpendiculară pe axa secundară); c) OO perpendicular pe VV ( axa secundară trebuie să fie orizontală); d) linia indecşilor de la cercul vertical să fie într-un plan orizontal sau vertical, care conţine şi axa OO de basculare a lunetei);

Note de curs - I.M.M.- I Prof.univ.dr.ing. Johann Neuner __________________________________________________________________________________________

3

Figura 5.2 Axele şi planurile de vizare ale unui teodolit

Clasificarea teodolitelor funcţie de gradele de libertate ale cercurilor

orizontale - Teodolite simple - limbul este fix pe ambază, fără nici un grad de libertate. O mişcare de rotaţie o execută doar alidada cu indicii de citire. - Teodolite repetitoare - limbul se poate roti concomitent cu cercul alidad în jurul axei comune (VV). O rotire independentă a limbului fără cerc alidad nu este posibilă. Independent se poate roti doar cercul alidad cu indicii de citire în timpul măsurării direcţiilor orizontale. Existenţa a două grade de libertate a cercurilor orizontale după realizarea tehnică descrisă mai sus, permite măsurarea unghiurilor cu origini diferite. - Teodolite reiteratoare - limbul se poate roti independent de alidadă prin intermediul unui şurub reiterator, permiţînd introducerea de origini diferite la măsurarea direcţiilor. In timpul măsurării limbul rămâne fix, o mişcare de rotaţie fiind admisă doar alidadei. 5.2 Părţile componente ale teodolitului

Figura 5.3 Gradele de libertate ale cercurilor orizontale a-teodolit clasic; b-teodolit repetitor; c-teodolit reiterator