UNIVERSITATEA TEHNICA “GH. ASACHI” IASI

FACULTATEA DE CONSTRUCTII

SECTIA C.C.I.A

TOPOGRAFIE

LUCRAREA NR. 4

anul III, grupa 3304

Măsurarea unghiurilor se efectuează cu ajutorul goniometrelol (gonio=unghi, metron=măsură ).Goniometrul cu cea mai largă utilizare în topografie este teodolitul. Măsurările efectuate cu teodolitul.

TEMA LUCRARII

Pentru efectuarea ridicărilor topografice,necesttatea de realizarea unei construcţii

hidrotehnice,este necesară cunoaşterea teodolitului.

LUCRAREA VA CUPRINDE:

1. Prezenatrea schemei de construcţie a teodolitului şi descrierea părţilor componente.

2. Prezenatrea axelor, mişcărilor şi a tipurilor constructive.3. Efectuarea citirilor pe cercurile gradate,folosindu-se dispozitivele de citire, cu

prezentarea schiţei şi a modului de executare a citirilor.

REZOLVAREA TEMEI

Teodolitul este un aparat care foloseşte la măsurarea valorilor unghiulare ale direcţiilor orizonatele ce pleacă din punctul de staţie spre două sau mai multe puncte din teren,cât şi a înclinării acestor direcţii. Din valorile direcţiilor se determină unghiurile orizontale şi verticale.

Teodolitul este un aparat care foloseşte numai măsurarea valorilor unghiulare ale direcţiilor orizontale şi a înclinării acestora, cu precizie mare ( ) şi foarte mare (

).Tahimetrul foloseşte la măsurarea valorilor unghiulare ale direcţiilor orizontale

şi a înclinării acestora cu o precizie mai mică ( ) dar şi la măsurarea indirectă a distanţelor, pe cale optică.

În funcţie de modul de citire a gradaţiilor, teodolitele se grupează în: Teodolite de construcţie clasică (de tipul vechi), la care cercurile gradate

sunt metalice iar efectuarea citirilor se face cu ajutorul cu ajutorul unor lupe sau microscoape fixate în vecinătatea cercurilor, pe vernier, microscop cu scăriţă, microscop cu tabur etc.;

Teodolite moderne (de tip nou), la care cercurile gradate sunt din sticlă, acoperite etanş, iar efectuarea citirilor se face printr-un sistem optic, centralizat, în câmpul unui microscop, fixat pe lunetă sau pe una din furcile alidadei.

1. Pezentarea schemei de construcţie a teodolitului şi descrierea părţilor componente

Schema unui teodolit de construcţie clasică este prezentată în figura 1. Pe figură, s-au notat principalele părţi componente in următoarea ordine:

Fig.1. Schema unui teodolit de construcţie clasică.

Ambaza (1), este o prismă triunghiulară care se sprijină pe trei şuruburi de calare (fig.2 a). În partea de jos a ambazei se găseşte un dispozitiv cu două plăci: una rigidă şi alta flexibilă. Şurubul de fixare a ambazei pe trepied, numit şurub pompă, se înşurubează în lăcaşul cu filet al plăcii flexibile, iar aparatul se sprijină prin intermediul suruburilor de calare pe placa rigidă(fig.2 b).

Fig. 2. Ambaza: a-vedere de ansamblu;

Fig. 2. Ambaza: b-vedere in detaliu

Limbul sau cercul orizontal gradat (2) este un disc metalic al cărui perimetru este argintat şi divizat în grade sexagesimale sau centezimale (fig.3. a). La teodolitele moderne, limbul este format dintr-un cerc inelar de sticlă, cu diametrul variind intre 50 şi 250 mm, fixat pe un suport metalic (fig.3. b).

Fig. 3.Limbul: a-limb de metal ; b- limb de sticlă şi modul de fixare pe suportul metalic

Pe limb se citesc valorile unghiulare ale direcţiilor orizontale din fiecare punct de statie. Prin axul metalic, cu care face corp comun, mişcarea limbului poate fi blocată cu şurubul (12), numit şurub de blocare a mişcării generale.

Alidada sau cercul alidad (3), este un disc metalic, concentric cu limbul, susţinut de axul plin ce intră în axul gol al limbului. Discul alidadei are la periferia lui două ferestruici diametral opuse, unde sunt fixate vernierele sau alte dispozitive de citire. Citirile de limb, la cele două dispozitive de citire, se fac cu ajutorul unor lupe sau microscoape (10).

Prin intermediul şurubului (13), numit şurub de blocare a mişcării înregistratoare, se poate bloca mişcarea alidadei în plan orizontal.

Furcile de susţinere a lunetei (4), sunt două piese metalice, fixate cu un capăt de alidadă, cu care fac corp comun. Celelalte capete ale furcilor sprijină dispozitivul de susţinere a axei de rotaţie a lunetei în plan vertical. Peuna din furci se află şurubul (14) de blocare a mişcării lunetei. Pe cealaltă furcă este fixată o nivelă torică, numită nivela zenitală (9), cu ajutorul căreia se orizontalizează indicii zero de la eclimetru.

Luneta topografică (7) este un dispozitiv optic care serveşte la vizarea de la distanţa a obiectelor (semnalelor topografice) pentru a fi văzute clar şi mărite. Uneori, ea (luneta stadimetrică) serveşte şi la măsurarea distanţelor pe cale optică.

Fig. 4. Luneta topografica

Luneta se compune din două tuburi coaxiale (fig.4.): tubul obiectiv (1) şi tubul ocular (2). Pe axa comună a celor două tuburi se gasesc, centric, reticulul (3) şi lentila de focusare interioară (4) care se poate deplasa de-a lungul axei cu ajutorul unui manşon (5) numit de focusare. Pe lunetă se află un dispozitiv de vizare aproximativă, numit cătare.

Fig. 5. Formarea imaginii în lunetă

Când imaginea observată este răsturnată, aşa cum s-a arătat mai sus, se spune că luneta este astronomică. Lunetele aparatelor construite în ultimii ani au, de obicei, o lentilă in plus, care redresează imaginea. În acest caz, se spune că luneta este terestră , adică are imagine dreaptă.

Reticulul lunetei (3) este format dintr-o placă de sticlă pe care sunt gravate, foarte fin, două linii perpendiculare numite fire reticulare. Placa este prinsă într-o montură metalică şi fixată în interiorul tubului obiectivului cu ajutorul a patru şuruburi (fig. 6).

Intersecţia firelor reticulare materializează axa de vizare. In cazul tahimetrelor, pe placa de sticlă se mai trasează două linioare scurte, paralele şi echidistante faţă de firul reticular orizontal,sau şi vertical, numite fire stadimetrice, ce servesc la măsurarea distanţelor pe cale optică, folosind mire topografice ţinute vertical sau orizontal. Prezenţa acestor fire dau lunetei denumirea de lunetă stadimetrică.

Fig. 6. Reticulul lunetei

În figura 4.7 se arată planurile diferite de firele reticulere iar în figura 4.8se prezintă diferite tipuri de reticule.

Fig. 7. planurile firelor

Fig. 8. Tipuri de reticule.

Reticulare

Dacă fizarea clarităţii firelor reticulere se face o singură dată, la începutul măsurărilor, funcţie de dioptriile operatorului, fixarea claritaţii imaginii obiectelor vizate se face de fiecare dată, prin acţionarea manşonului sau şurubului de focusare, aducându-se imaginea obiectului în planul firelor reticulare, în funcţie de distanţa de la obiect la aparat.

Luneta topografică analitică are în interior încă o lentilă biconvexă fixă, numită lentilă analitică, montată intre obiectiv şi lentila de focusare (fig. 9.). Ea se montează astfel încat focarul ei să se găsescă între obiectiv şi focarul lui. Prin aşezarea convenabilă a lentilei analitice faţă de obiectiv (distanţa a) şi alegerea distanţelor focale ale lentilei analitice şi a obiectivului, se va ajunge la formarea imaginii obiectului în centrul aparatului, eliminânde-se constanta adiţională.

Caracteristicele tehnice ale lunetei sunt:puterea de mărire câmpul de vizare, puterea de separare, luminozitatea şi precizia de vizare. Cea mai importantă, puterea de mărire, M, reprezintă raportul dintre mărimea imaginii înregistrată de ochi prin lunetă, A , şi mărimea imaginii înregistrată prin vedere liberă, a , adică: M= Puterea de marire a lunetei este exprimata si de raportul dintre distanta focala si distanta focala a ocularului. M=fob/foc

Eclimetrul sau cercul vertical gradat (5) se construieste din acelasi material si este gradat in acelasi sistem ca si limbul. El este fixat pe axa orizontala a aparatului,

perpendicular pe acesta, formand un plan perpendicular pe planul orizontal. Centrul eclimetrului se afla in axa orizontala si formeaza corp comun cu suportul lunetei, miscandu-se odata cu ea.

Fata de pozitia inclinata a lunetei (fig. 11), citirile pe eclimetru se fac in dreptul indicilor zero, i1 si i2, asezati in planul orizontal hh`. Spre deosebire de limb, la masurarea unghiului vertical, eclimetrul este mobil iar indicii zero sunt ficsi. Indicii zero se afla pe un brat purtator iar aducerea lor in planul orizontal hh` se realizeaza cu nivelei torice zenitale, (5), si a surubului de calare fina (7).

Fig. 11. Pozitia inclinata a lunetei

Nivelele de calare (8) sunt dispozitive care servesc la verticalizarea si orizontalizare unor drepte unor drepte sau planuri. Dupa felul constructiei, se disting nivele torice si nivele sferice.

Nivela torica este formata dintr-o fiola de sticla (1) in forma de tor, umpluta incomplet cu eter sau alcol si inchisa ermetic. Fiola este fixata intr-o montura metalica cu rol de protectie, si fixare. Pe partea superioara a torului sunt trasate diviziuni, simetrice fata de punctul central de curbura. Tot la partea superioara, locul ramas gol este umplut cu vaporii lichidului introdus, formand o bula numita impropriu “de aer”. Tangenta la tor in punctul central se numeste directricea nivelei.

Cand bula ocupa locul central inseamna c este calata iar directricea este orizontala. Pe unul din umerii monturii se afla un surub de rectificare (3) a nivelei. Nivela torica este fixata pe alidada, servind la orizontalizarea alidadei si a limbului, sau pe una din furcile teodolitului (nivela zenitala), pentru orizontalizarea indicilor zero fata de care se citeste pe eclimetru.

Nivela sferica este alcatuita dintr-o fiola in forma de cilindru, inchisa la partea superioara printr-o calota sferica (fig. 14. b). Pe calota sunt gravate 1 ... 2 cercuri concentrice. Fiola umpluta cu un lichid volatil formand o bula de forma circulara, este protejata de o carcasa metalica. Nivela sferica este fixata pe alidada si serveste la orizontalizarea aproximativa a alidadei si limbului, la asezarea teodolitului in punctul de statie.

Fig. 14.

Precizia de calare a teodolitului este functie de sensibilitatea nivelelor. In general sensibilitatea nivelei este direct proportionala cu marimea razei de curbura a acesteia(fig.15)

Fig 15. Nivela torică cu coincidenţa: a-sistemul de prisme; b- nivelă decalată; c- nivela calată

Nivela torica cu coincidenta se foloseste ca nivela zenitala, la orizontalizarea indicilor zero de la echimetru.

Principalele anexe ale teodolitului sunt:

Trepiedul este un dispozitiv suport de asezare a teodolitului in punctul de statie. Este compus din masuta trepiedului, pe care se prinde aparatul cu ajutorul surubului pompa si picioarele de sustinere. Picioarele trepiedului pot fi de lungime fixa sau telescopice.

Firul cu plumb consta dintr-o greutate cu varful de forma conica, suspendata de un fir (Fig. 17). Se atârnă sub şurubul pompă, servind la operaţia de concentrare a aparatului în punctul de staţie marcat prin ţăruş sau bornă.

Fig. 17. Fir cu plumb

La unele aparate mai noi, firul cu plumb este inlocuit printr-o piesa numită baston de centrare. Acesta este compus din doua tuburi metalice ce pot culisa unul faţă de celălalt. Verticalizarea se face cu o nivelă sferică. Bastonul fiind gradat, se poate citi precis pe el înălţimea de la bornă până la măsuţa apăaratului la care, adăugându-se înălţimea de la bornă până la masuta aparatului la care, adaugandu-se înaltimea aparatului, data in fisa, se obtine inaltimea aparatului in punctul de statie.

Teodolitele moderne, in special cele de precizie mare, au un dispozitiv de centrare optica, fixat la ambaza sau incorporat in corpul aparatului. Dispozitivul este compus

dintr-o luneta, avand pe reticul un cerculet ce reprezinta centrul aparatului, si o prisma care reflecta razele de lumina ce trec prin luneta sub unghi 100 .

Busola indicand directia nordului magnetic, da posibilitatea masurarii, direct pe teren, a orientarilor ale directiilor. Cand este necesara aceasta operatie, busola se monteaza pe una din furcile apratului, respectiv pe cea opusa eclimetrului.

In loc de busola, pentru orientarea axei de vizare a lunetei pe directia nordului magnetic, teodolitul poate fi dotat cu un declinator). Acesta este compus dintr-un ac magnetic asezat intr-un tub sau intr-o cutie paralelipipedica. Printr-un ocular se urmaresc capetele acului; cand acestea vin incoincidenta, declinatorul, si deci si luneta, va fi dirijata pe directia meridianului magnetic.

2.Prezentarea axelor, mişcărilor şi tipurilor constructive

Teodolitul are urmatoarele axe constructive :

a. Axa principala sau verticala(V-V’ ), este axa ce trece prin centrul limbului si este perpendiculara pe aceasta; in jurul acestei axe se roteste aparatul in plan orizontal.In timpul masuratorilor cu teodolitul, axa principala trebuie sa fie verticala,

confundandu-se cu verticala punctului topografic de statie.b. Axa secundara sau orizontala(O-O’) , este axa ce trece prin centrul

eclimetruluyi se este perpendiculara pe acesta; in jurul acesteio axe se roteste luneta impreuna cu eclimetrul in plan vertical, din care cauza se mai numeste si axa de rotatioe a lunetei.

c. Axa de vizare a lunetei (L-L’) , este axa ce trece prin centrul optic al obiectivului si intersectia firelor reticulare; permite o vizare riguroasa a punctelor matematice ale obiectivului din teren

Conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca cele trei axe sunt:- axa principala sa fie perpendiculare pe axa secundara pentru ca luneta sa se

roteasca in plan vertical- axa de vizare sa fie perpendiculara pe axa secundara, de rotatie, in plan

vertical;- cele trei axe trebuie sa se intalneasca intr-un singur punct, numit punctul

matematic al aparatului

Teodolitul are urmatoarele miscari:a. Miscarea in plan orizontal , este miscarea aparatului in jurul axei

principale, V-V’. In acest caz se disting:- miscarea generala , cand limbul se roteste odata cu alidada si indicii de

citire- miscarea inregistratoare , cand limbul ramane fix si se misca doar alidada

cu indicii de citire. In aceasta situatie, la fiecare rotire a alidadei, se

inregistreza pe limb cate o valoare unghiulara. Blocarea miscarii inregistratoare se face cu surubul

b. Miscarea in plan vertical , cand se misca doar luneta, impreuna cu eclimetrul, in jurul axei secundare, 0-0’. Blocarea miscarii in plan vertical se face cu ajutorul unui surub, fixat pe una din furcile aparatului.In functie de libertatile de miscare ale limbului si alidadei, teodolitele se clsifica in urmatoarele tipuri constructive:

a. Teodolite simple , la care limbul este fixat pe ambaza, putandu-se roti numai alidada. Avand numai miscare inregistratoare, acest tip nu se mai construieste deoarece nu se pot introduce anumite valori unghiulare pe limb, corespunzator unor directii din teren.

b. Teodolite repetitoare , care au atat miscare generala cat si miscare inregistratoare. Aceasta face posibila fixarea pe limb a unei anumite valori unghiulare, pe o directie data din teren.

c. Teodolite reiteratoare , sunt teodolite care au numai miscare inregistratoare. Cu toate acestea, se poate introduce o anumita valoare unghiulara pe o directie data, prin rotirea independenta a limbului cu ajutorul unui surub, reiterator, fara rotirea alidadei.

4. Efectuarea citirilor pe cercurile gradate folosindu-se dispozitivele de citire, cu prezentarea schitei si a modului de executare a citirilor

Cercurile gradate orizontal si vertical, limbul si eclimetrul, sunt divizate pana la unitati de grade sau zeci de minute. In lucrarile geodeziei si topografiei, unghiurile trebuie masurate cu precizie de secunde sau minute. Estimarea precisa a functiunii din cea mai mica diviziune de pe cercul gradat se face cu ajutorul dispozitivelor de citire. Acestea pot fi mecanice sau optice.

Dispozitivele de citire sunt formate din 2 parti: partea optica ,de observare,constituita din lupa sau microscop, si din dospozitivul de citire propriu-zis, ce poate fi vernier, scarita etc. Inainte de efectuarea citirilor pe cercurile gradate trebuie sa se stabileasca urmatoarele:

-felul gradatiei cercului ( sexagesimala sau centesinala ); -sensul de inscriere a gradelor pe cerc ( de la stanga la dreapta si inveers ); -valoarea celei mai mici diviziuni de pe cerc ( D ) ;

-precizia de citire’ reprezentand marimea unghiulara a unei diviziuni de pe

dispozitivul de citire’ si data de relatia: ,unde D=cea mai mica diviziune de pe cerc

iar n=nr.diviziunilor de pe dispozitivul de citire.O citire de pe cercul gradat este formata din 2 parti: C=Punde: P – citirea direct ape cerc si reprezinta gradele si fractiuni intregi de grad citite pe cerc fata de indiciile zero al dispozitivului de citire; P – citirea prin estimare, reprezintand fractiunea din cea mai mica diviziune de pe cerc, estimate cu ajutorul dispozitivului de citire.

La teodolitele moderne cercurile gradate fiind din sticla pentru a fi protejate sant mntate in interiorul aparatului, etans. Caracteristica principala a acestor teodolite este citirea centraluzata a gradatiilor, in general de pe ambele cercuri, cu ajutorul unui microscop fixat fie pe luneta, fie pe una infurcile aparatului. Razele de luminacare patrund in aparat, sunt dirijate printr un system optic ( oglinzi, lentile, prisme) pana la cercurile gradate , iau imaginile diviziunilor cercurilor aducandu le in campul microscopului, concomitant ( la tahimetre ) sau separate ( la teodolite de precizie ).

Fig. 22. Schema optică a Teodolitului Zeiss Theo 030

In figura 22 se prezinta schema optica a tahimetrului Zeiss-Jena Theo 030. Se prezinta urmatoarele dispozitive de citire, intalnite la teodolitele folosite in

practica curenta:

a. Microscopul cu reper

La microscopul cu reper, intalnit la tahimetrele Zeiss-Jena Theo 120, 080, 080A,principiul consta in urmatoarele:Pe o placa de sticla ,fixa in campul microscopului ,este gravat un reper ,a carui imagine se suprapune peste imaginile diviziunilor cercurilor gradate ,limb(Hz) si eclimetru (V),ce apar concomitent in campul microscopului (fig 23),fixata pe furca aparatului.

S-a indentificat ca sistemul de gradatie e cercurilor este centesimal,sensul de inscriere a gradelor pe cercuri este norma,de la stanga la dreapta ,iar cea mai mica diviziune de pe cerc este de 10 .

Fig. 23. Microscopul cu reper

Citirea pe limb (Hz) se face astfel:- se citesc gradele din stanga reperului (208 ) si se numara diviziunile intregi pana la reper (2 div) care se inmultesc cu obtinandu-se prima parte a citirii ;- fractiunea de diviziune pana la reper,reprezentand partea a doua,se estimeaza cu ochiul liber, rezultand ;- citirea totala pe limb (Hz) va fi:

In acelas fel, pentru citirea pe eclimetru (V) se obtine:

b. Microscopul cu scarita

La microscopul cu scarita,intalnit la tahimetrele ZeissjenaTheo 030,Theo 020,Wild T16,principiul consta in urmatoarele: Pe o placa de sticla, fixa in campul microscopului ,apar in mod independent ,imaginile a 2 scarite,divizate fiecare in 100 de parti ,pentru sistemul centesimal, sau in 60 de parti,pentru cel sexagesimal. Practic, are o suprapunere e imaginilor scaritelor care raman fixe, cu imaginile diviziunilor limbului(Hz) si eclimetrului (V),care se schimba.

Cercurile fiind divizate din grad in grad ,D=1 =100 ,iar scarita avand n=10*10=100 div.,rezulta ca precizia aparatului,adica valoarea unei diviziuni de pe scarita ,va fi:

La efectuarea citirii pe cerc, prima parte, , este reprezentata de valoarea gradului a carui diviziune se suprapune peste scarita (de ex. pe Hz, ), iar partea a doua, , se obtine inmultind numarul de diviziuni citite pe scarita, de la zero pana la linia gradului, cu precizia de (de ex. pe Hz, =8 div. x = )

In acest fel citirile vor fi:- pe limb (Hz):

- pe eclimetru (V):

c. Micrometru optic cu coincidenta

Reprezinta unul din cele mai perfectionate dispozitive de citire ,fiind folosite teodolitele de precizie Wild T2,Zeiss-jena Theo 010 etc. Centralizarea citirilor diametral opuse se face ,pentru ambele cercuri,in acelasi ocular.Modul de functionare se bazeaza pe proprietatea deplasarii imaginilor diviziunilor,cu ajutorul unui sistem de prisme in forma de placa .Sub cercul gradat se gasesc 2 prisme sub forma de paralelogram formand o singura prisma de forma trapezoidala.Aceasta prisa primeste lumina din exterior prin sistemul optic. Lamelele cu fete plan-paralele sunt articulate sub forma de foarfece care capteaza lumina si o transmit spre prismele de separare si suprapunere a imaginilor diametral opuse ,si in continuare ,sunt dirijate de acestea catre ocularul microscopului , aceste lamele se pot roti prin actionarea unui surub micrometric .

De fiiecare data ,in campul microscopului apar 2 ferestre .In fereastra F ,apar diviziunile diametral opuse ale cercului gradat ,iar in fereastra F ,diviziunile micrometrului optic.In ambele ferstre ,apare un reper fix ,in raport cu care se efectueaza citirile. Intr-o pozitie initiala, diviziunile cercului gradat din F sunt in cincidenta. De aceea, inainte de efectuarea

Fig.26. Citirea pe cerc la teodolitul Zeiss Theo 010:a – inainte de coincidenta ; b – dupa coincidenta.

La stabilirea preciziei de citire se are in vedre ca o diviziune de pe cerc, D = 20 , conteaza ca valoare D/2 = 10 din cauza ca pentru realizarea coincidentei, imaginile diviziunilor diametral opuse lui F , se deplaseaza una fata de alta in mod egal si in sens invers. Surubul micrometric actioneaza rigleta sau discul continand 500 diviziuni.

Precizia de citire va fi:

la Theo 010 şi

, la Wild

Adica, la ambele teodolite, valoare unei diviziuni de pe micrometru (F2) este egala cu 2 .Dupa efectuarea coincidentei, citirea pe cerc se poate face in doua moduri:

Un prim mod, este acela de a utilize reperul din fereastra . Pozitia acestui reper, fata de diviziunile aduse in coincidenta, poate fi ori suprapusa cu o diviziune, ori intre acestea, exact la mijlocul intervalului. Se iau gradele din stanga reperului ( ) si se numara intervalele plus, in cazul de fata, inca o jumatate din intervalul pana la reper, si se inmultesc cu valoarea unui interval (1,5 intervale x 20 = 30 ). Valoarea gasita se adauga la numarul de grade obtinandu-se prima parte a citirii, efectuata pe F , P =

Partea a doua a citirii este data de gradatia micrometrului, fata de reperul acestuia. In F , cifra din stanga reprezinta unitatile de minute ( ), cifra din dreapta reprezinta

zecile de secunde (90 ) iar numarul de diviziuni pana la reper, inmultite cu precizia, dau unitile de secunda (3,5 div. x 2 ). Astfel, se obtine P Cifra final ape care va fi

Al doilea mod de efectuare a citirii este fara utilizarea reperului. In acest caz, in F , se numara intervalele de la gradul de sus, 14 , pana la corespondentul lui de jos, 214 , adica trei, si se inmultesc cu 10 . Valoarea obtinuta se adauga la numarul de grade, rezultand pentru prima parte, intervalele x .Partea a doua se obtine ca in primul mod. In practica, se recomanda cel de-al doilea mod deoarece, in decursul timpului reperul din F se poate deregla , producandu-se greseli de citire. Exemplul prezentat este pentru teodolitul de precizie Zeiss-jena Theo 010. diviziunile cercului sunt trasate prin cate doua liniute, pentru o mai buna realizare a coincidentei. La teodolitul de precizie Wild T modul de efectuare a citirii pe cercul gradat este acelasi, cu deosebire ca F apare sub F iar inscrierea cifrelor micrometrului se face astfel se reprezinta efectuarea unei citiri .a Wild T . Mai recent, la unele teodolite de precizie, de exemplu Zeiss-jena Theo 010A, Theo 010B, exista un system semidigitalizat de citire. Aceasta permite citirea directa a numarului de zeci de minute, care la sistemul mai vechi se determina in functie de numarul de intervale din F .

Teodolitul cu cercuri duble si micrometru optic de tipul Kern DKM-1, DKM-2, DKM-3 etc., au atat pentru limb cat si pentru eclimetru cate doua cercuri concentrice solidare. Gradatiile care apar duble in campul microscopului sunt: una de partea unui cerc, iar dublura sa de partea opusa a celuilatl cerc. Gradatiile sunt inscrise pe un singur cerc si astfel apar o singura data.

In campul microscopului apar trei ferestre: doua ale cercului si una a micrometrului. Pentru citirea gradatiilor pe un cerc (la celalalt se face la fel), se actioneaza surubul micrometric ( tamburul ) pan ace firul reper este incadrat de cea mai apropiapa pereche de diviziuni. Se citesc direct gradele si zecile de minute pana la fir (P ) iar minutele, zecile de secunde si secundele la micrometru , la fel ca la Theo 010 si Wild T ( ).

Citirea totala este C=P . Si la acest tip, intrucat diviziunile sunt duble , incadrarea simetrica se face mai précis, astfel incat erorile de citire sunt reduse.

Si in cazul teodolitelor cu cercuri duble, s-au construit si tipuri cu sistemul de citire semidigitalizat, reprezentand o perfectionare importanta.

In afara sistemelor de citire prezentate, existente la aparatele folosite cu precadere in tara noastra, s-au mai construit teodolite speciale cu inregistrare fotografica a gradatiilor, teodolite la care gradatia obisnuita a cercurilor este inlocuita cu o gradatie codificata , teodolite la care valorile unghiulare se se inregistreaza direct pe banda perforate pentru preluarea electronica a datelor etc. Aceste tipuri sunt mai putin raspandite, din care cauza nu se mai prezinta in detaliu.

Se prezinta doua teodolite moderne, care au o larga raspandire in practica de santier din tara noastra.

Teodolitul – tahimetru Zeiss-jena Theo 020 AEste un teodolit de precizie mica, folosit in masurarile topografice sip e santier,

permitand atat masurarea unghiurilor cat si masurarea optica a distantelor. Este deci un tahimetru. Citirile pe cercurile gradate, se fac centralizat, in campul unui microscop fixat pe luneta. Dispozitivul de citire este microscopul cu scarita, prezentat mai inainte, avand precizia de .

Teodolitul Zeiss-jena Theo 010Este un teodolit de precizie, folosit in masurarile efectuate in scopul realizarii

retelei de triangulatie geodezica, de indesire a retelei deja realizate, de trasare pe teren a proiectelor constructiilor mari, ca si pentru urmarirea comportarii constructiilor, pe modele sau la scara naturala.

Citirea pe cercurile gradate se face centralizat, in campul unui microscop pe luneta. In microscop apar doua regiuni diametral opuse ale fiecarui cerc gradat, fata in fata, prin suprapunere optica. De asemenea, in campul microscopului apare fie imaginea cercului orizontal, fie imaginea cercului vertical, schimbarea imaginii facandu-se cu ajutorul unui buton exterior. Dispozitivul de citire este micrometrul optic cu coincidenta, avand precizia de 200.

Teodolitul este dotat cu luneta scurta, cu o singura oglinda, avand caracteristici tehnice foarte bune. La unele teodolite de acest tip, recent construite, exista un sistem digitalizat de citire.

Verificarea si rectificarea teodolitului

Obtinerea unor masurari corecte depinde de modul in care teodolitul indeplineste anumite conditii. Neindeplinirea acestora duce la producerea unor erori de masurare.

Erorile pot proveni fie din cauza unor imperfectiuni de constructie, fie din dereglarea unor parti componente ale teodolitului. Eliminarea influentei acestor erori se poate face, fie prin modul de lucru, adoptand o metoda corespunzatoare, fie prin operatia de rectificare

Tipuri de erori:a. Erorea de neverticalitate a axei principale a teodolitului – verticalitatea axei principale a teodolitului se realizeaza prin calarea nivelei torice fixata pe alidada.

Punerea in evidenta a erorii produsa de dereglarea nivelei torice se face astfel: se roteste alidada in plan orizontal, aducandu-se nivela torica in pozitia I, paralela cu directia definita de suruburile de calare 1 si 2 (fig.33).

Fig.33. Verificarea şi rectificarea nivelei torice. a. punerea în evidenţă a dereglării;b. dereglarea nivelei;c. eliminarea jumătăţii de dereglare din şurubul 3 de calare;d. eliminarea celeilalte jumatăţi de dereglare din şirubul r de rectificare.

Operatia de rectificare a nivelei torice se face prin eleminarea unei jumatati din deplasarea bulei din surubul de calare 3 (fig 33 c) si prin eliminarea celeilalte jumatati din deplasarea bulei prin actionarea surubului r de rectificare (fig 33 d). Actionarea acestui surub se face prin intermediul unui ac de rectificare.

b. Eroarea de colimatie este produsa de neperpendicularitatea axei de vizare, L-L`, pe axa secundara, O-O`, a teodolitului, ca urmare a dereglarii reticulului.

Punerea in evidenta a erorii de colimatie se face prin vizarea unui semnal aflat la o distanta de circa 100 m de aparat, cu ambele pozitii ale lunetei efectuandu-se citirile pe limb.

Fig.34. Eroarea de colimaţie a. vizarea cu poziţia I alunetei;b. vizarea cu poziţia II

În poziţia II a lunetei (fig.34 b), reticulul este dereglat din r in , astfel încât, citirea pe limb va fi . Adunându-se cele două relaţii va rezulta că

,Adic citirea justă se obţine luându-se media aritmetică a citirilor din cele două

poziţii. Mărimea unghiulară a erorii de colimaţie este:

Rectificarea teodolitului de eroarea de colimaţie se face astfel: se introduce citirea

medie pe limb cu ajutorul şurubului de mişcare fină a mişcării înregistratoare. Astfel, luneta fiind în poziţia II, citirea corectă pe limb va fi:

; prin această operaţie, semnalul vizat nu se va mai afla la intersecţia firelor

reticulate ci, deplasat lateral (fig.4.35 a). Se aduce intersecţia firelor reticulare peste imaginea semnalului vizat, prin deplasarea reticulului cu şuruburile orizontale ale acestuia (fig.35.b).în acest fel si citirea pe limb este cea justa (C-223g14c)si semnalul vizat se afla la intersectia firelor reticulare .

Fig.35. Rectificarea erorii de colimaţie.a. introducerea citirii medii;b. deplasarea reticulului peste imaginea semnalului vizat.

Se face observatia ca daca operatorul apreciaza ca nu este in posibilitatile sale sa execute rectificarea teodolitului , in special al teodolitelor de precizia si de inalta precizie el va putea elimina influenta erorii de colimatie, care are un character stematic prin pastrarea marimii si a semnului , prin masurarea valorilor unghiulare ale directiilor orizontale cu ambele pozitii ale lunetei , luand ca valoari juste ale acestora, valorile medii.

c.Eroarea de indice .Eroarea produsa de neorizontalitatea indicelui zero de la dispozitivul de citire pe eclimetru , ca uurmare a dereglarii nivelei zenitale.Din acesta cauza nu mai exista paralelism intre directricea nivelei zenitale , aflata pe furca teodolitului si linia indicelui zero , iar unghiurile verticale sunt masurate eronat in raport cu indicele inclinat fata de orizontala cu unghiul ξ

Constatarea erorii se face prin vizarea unui semnal , cu firul recticular orizontal sau nivelar , cu ambele pozitii ale lunetei, facandu-se citirile pe eclimetru , S si D , in dreptul indicelui zero.Daca suma celor doua citiri este egala cu 200g, om cauza unghiurilor de inclinare (α), sau cu 400g, in cazul unghiurilor zenitale (Z), inseamna ca nu exista eroare de indice.In caz contrar , aceasta eroare exsta si deci trebuie rectificat teodolitul.

In pozitia I a lunetei , din cauza dereglarii nivelei zenitale, indicele zero nu mai ozupa pozitia orizontala, astefel ca , citirea pe eclimetru este eronata :

S=32 43 , unghiul vertical de inclinare α =S+ε=32 +ε.In pozitia II a lunetei (fig.4.36 b) citirea pe eclimetru e D=167 , unghiul vertical

este de inclinare fiind α =200 -D-ε=167 45 -ε.Facandu-se media aritmetica a unghiurilor verticare aeronate masurate in ambele

pozitii ale lunetei rezulta :

Se observa ca valeoarea medie coincide cuvaloarea justa a unghiului .De aici rezulta concluizia ca eroarea de indice se poate elomina prin masuarea unghiului vertical cu ambele pozitii ale lunetei , ca valoare definitive luandu-se media valorilor masurate.

Din diferenta unghiurilor eronate rezulta marimea erorii de indice care , pentru exemplu dat va fi :

Rectificarea se face astfel:se ointroduce la eclimetru valoarea unghiului vertical mediu α=32 49 , cu ajutorul surubului de Calare al nivelei zenitale. Eclimetru fiind in dreapta citirea corecta pe eclimetru va fi

Dar prin aceasta operatie se deregleaza nivela zenitala . se duce din nou bula nivelei intre repere, actionandu-se de surubul de rectificare al nivelei zenitale R.In acest fel pe aclimetru se citeste valoarea corecta si nivela zenitala este calata.

Ca si in cazul erorii de colimatie punerea in vedere si rectificarea erorii de indice se face de 2...3 ori.

La teodolitele moderne, orizontalizarea indicelui zero de la eclimetru nu se mai face cu ajutorul nivelei zenitale ci cu un compressor cu pendul , astfel incat la aceste aparate nu se mai pune problema erorii de indice.