Отсчетное устройство вертикального круга теодолита Советский патент 1987 года по МПК G01C1/06 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к отсчетным устройствам теодолитов, предназначенных для измерения углов в полигонометричес- ких ходах, а триангуляции, при геодезической подготовке, строительства промышленных сооружений, городских съемках и других работах, требуюа1их высокой точности измерения углов.

Цель изобретения - повышение точности за счет уменьшения влияния ошибок негоризонтальности исходного диаметра вертикального круга.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого отсчетного устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Отсчетное устройство состоит из оптического двухканального блока проецирования диаметров противоположных участков шкалы вертикального круга (лимба) 1,вклю- чаюшего оптические элементы первой оптической ветви, состояш,ей из призмы АР-90° 2 линз 3 и 4 и призмы 5 с крышей, и оптические элементы второй оптической ветви, включаюшей оборачивающую призму 6, призму 7 совмеш,еиия изображений, формируемых двумя оптическими ветвями, и объектива 8 отсчетного микроскопа (остальные элементы микроскопа не показаны). Первая оптическая ветвь проецирует изображение штрихов (а) лимба на промежуточную плоскость (а ). Призма 5 с крыпаей, подвешенная на маятниковом подвесе 9, выполняет роль маятникового компенсатора наклона вертикальной оси. Оптическое расстояние от главной плоскости объектива 8 до точек а и б одинаково.

Отсчетное устройство также содержит блок коррекции, состоящий из первого оптического компонента 10, установленного в первой оптической ветви между призмой 7 и объективом 8, перекрывающего половину объектива 8, из второго оптического компонента, выполненного в виде длиннофокусной линзы 11, расположенной между призмой 7 и призмой 6 во второй оптической ветви, и кронштейна 12, на котором закреплены оптические компоненты 10 и 11, причем кронштейн 12 установлен на оси 13 с возможностью вращения.

Отсчетное устройство работает следующим образом.

При вращении кронштейна 12 вокруг оси 13 в пределах небольшого угла, длиннофокусная линза 11, смещаясь в плоскости, перпендикулярной ходу лучей, отклоняет изображение на угол

аа -Н

1п2

где Лг-величина линейного перемещения линзы 11;t

л2-фокусное расстояние линзы 11.

В то же время плоскопараллельная пластинка 10 (если она выбрана в качестве первого оптического компонента), наклоняясь относительно осевого луча, смещает изображение на величину

б d-imli ( 1 - ) ,

где d - толщина пластинки 10;

i - угол поворота пластинки 10;

п - показатель преломления пластинки 10.

Если в качестве первого компонента используется отрицательная ли-нза, то она отклоняет луч на угол

AL «1 гг1л|

гдеЛ| -линейное перемещение отрицательной линзы;

- фокусное расстояние линзы. Угол 0.1 отклонения и смещение б изображения согласуют между собой таким об- разом, чтобы изображения штрихов а и б вертикального лимба смещались в поле зрения отсчетного микроскопа в противоположных направлениях и с одинаковой скоростью. Это обеспечивается толщиной пластинки 10 (вза- висимости от фокусного расстояния линзы 11), увеличением системы линз 3 и 4, расстоянием от линзы 11 до плоскости штрихов лимба и удалением оптической оси линзы 11 от оси вращения 13.

Для выполнения указанных условий не- обходимо и достаточно, чтобы выполнялись соотношения:

для плоскопараллельной пластинки

Jя 2 5.П2

а --jj 77-p-jгт

Ьг ( 1 - }

Для отрицательной линзы

f.i| jl f- 2 S-n P 1 S i2

- где p - линейное увеличение группы оптических элементов 10 и 11; г - расстояние от оптической оси линзы 11 до оси 13 вращения кронштейна 12;

5л2-оптическое расстояние от главной 5плоскости линзы 11 до плоскости

штрихов б лимба;

- расстояние от главной плоскости отрицательной линзы до оси вращения 13 кронщтейна 12; S.TI - оптическое расстояние от главной 0плоскости отрицательной линзы до

плоскости а .

Кронштейн 12 вращают с помощью, например, юстировочного винта 14, рукоятка которого вынесена на корпус теодолита, и возвратной пружины 15. Значе ние места зе- 5 нита М определяют перед началом работ измерением вертикального направления на какой-либо предмет местности при двух положениях теодолита (вертикальный круг елева и справа от наблюдателя). Вычисление выполняют по формуле

MZ

Zi + г„ ± 360°

2

где Zji и Zn - отсчеты по вертикальному кругу при круге лево и право соответственно.

Наблюдая в отсчетный микроскоп, вращением юстировочного винта 14 изменяют отсчет по вертикальному кругу на величину MZ - этой операцией приводят значение места зенита к нулю. Дальнейшие измерения введения поправок не требуют.

Формула изобретения

Отсчетное устройство вертикального круга теодолита, содержащее оптический двух- канальный блок проецирования диаметрально противоположных участков шкалы вертикального круга, маятниковый оптический компенсатор, установленный в первом оптическом канале, призму совмещения изображеНИИ участков шкалы и отсчетный микроскоп, отличающееся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения влияния ощибок негоризонтальности исходного диаметра вертикального круга, оно снабжено двумя оптическими компонентами, установленными в разных оптических каналах на введенном кронштейне с возможностью перемещения перпендикулярно оптическим осям соответствующих оптических каналов, первый оптический компонент, выполненный в

виде плоскопараллельной пластинки или отрицательной линзы, расположен между призмой совмещения изображений и отсчетным микроскопом, а второй, выполненный в виде положительной линзы, расположен между шкалой вертикального круга и призмой сов

мещения изображений.

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность устройства за счет уменьшения влияния ошибок негоризонтальности исходного диаметра вертикального круга. Блок коррекции устройства включает в себя оптические компоненты 10 и 11, установленные на кронштейне 12 с возможностью перемещения перпендикулярно осям соответствующих оптических каналов. При вращении кронщтейна 12 вокруг оси 13 компонент II в виде положительной линзы отклоняет изображение на угол а, а компонент 10, в качестве которого использована плоскопараллельная пластинка, смещает его на величину 6. Величины а и б согласуют между собой из условия смещения изображения штрихов с участков вертикального лимба в поле зрения отсчетного микроскопа в противоположных направлениях с одинаковой скоростью. 2 ил. (Л СО IC оо 00 сд 00 /J

74

фцг.2