Уровни, применяемые в геодезических инструментах

Уровни служат для приведения осей и плоскостей геодезических инструментов в горизонтальное или отвесное положение.

Различают уровни цилиндрические, круглые и контактные.

Цилиндрический уровень — стеклянная ампула с тщательно отшлифованной внутренней поверхностью по дуге определенного радиуса (R=3−200 метров). Ампула внутри заполнена незамерзающей жидкостью (этиловым спиртом или серным эфиром) имеется небольшое безвоздушное пространство — пузырек уровня. Работа уровня основана на свойстве этого пузырька занимать всегда самое верхнее положение. Сверху ампулы через каждые нанесены деления (штрихи) вправо и влево от самой верхней точки 0. Самая верхняя точка ампулы называется нульпунктом уровня.

Рис. 5.6 Цилиндрический уровень

Касательная UU₁ к внутренней поверхности ампулы в нульпункте называется осью уровня. При положении пузырька в нульпункте ось займет горизонтальное положение.

Центральный угол, соответствующий дуге окружности внутренней поверхности ампулы между 2-мя соседними делениями называется ценой деления уровня.

Рис. 5.7 Цена деления уровня

Иными словами, цена деленияуровня — это угол, на который наклоняется ось уровня при перемещении пузырька на одно деление.

Цена деления уровня определится из следующего соотношения:

где — радиан.

Отсюда; , .

Следовательно, чем больше радиус окружности, по которой отшлифована внутренняя поверхность ампулы, тем меньше цена деления уровня, а значит, тем чувствительнее уровень. Чувствительность уровня зависит также и от качества шлифовки внутренней поверхности: насколько гладко отшлифована поверхность, настолько меньше сопротивление при скольжении пузырька вдоль дуги.

Цена деления у цилиндрических уровней находится в пределах. У технических теодолитов. Ампула заключена в металлический корпус с вырезом вверху для наблюдений за пузырьком уровня.

Контактные уровни служат для более точного приведения пузырька цилиндрического уровня в нульпункт. Изображение концов пузырька передается в специальный микроскоп или в поле зрения зрительной трубы через систему призм. При этом в поле зрения микроскопа или зрительной трубы видны половинки концов пузырька уровня.

Рис. 5.8 Контактный уровень

Если пузырек уровня движется в сторону нульпункта, то изображения половинок пузырька двигаются навстречу друг другу. И, наоборот, если пузырек удаляется от нульпункта, то половинки «расходятся». При положении пузырька уровня в нульпункте изображение концов пузырька уровня совместится, т. е. будет находиться в контакте. Такие уровни получили название контактных уровней. Контактные уровни в 5−6 раз повышают точность приведения пузырька уровня в нульпункт.

Круглые уровни служат для предварительной установки геодезических инструментов в рабочее положение.

Рис. 5.9 Круглый уровень

Стеклянная ампула круглых уровней отшлифована по шаровой сегментной поверхности. Заполнена незамерзающей жидкостью и имеется пузырек. Сверху ампулы нанесены деления через каждые 2 мм в виде концентрических окружностей с центром в центре сегментной поверхности, называемой нульпунктом. Нормаль к поверхности в нульпункте называется осью круглого уровня.

Цена деления круглых уровней — 3'-5' .

При положении пузырька уровня в нульпункте ось уровня займет отвесное положение.