¿Qué es un teodolito?
Estructura
Partes mecánicas de la estructura del teodolito 1. La estructura del teodolito (principales componentes comunes): Teodolito
1 Tornillo de freno del telescopio 2 Telescopio 3 Tornillo de micromovimiento del telescopio 4 Freno horizontal 5 Tornillo de micromovimiento horizontal 6 Tornillo de pasador 9 Mira óptica 10 Enfoque de la lente objetivo 11 Enfoque del ocular 12 Enfoque del microscopio de lectura con dial 13 Tubo indicador de cuadrante vertical Tornillo micromovible horizontal 14 Dispositivo de centrado óptico 65 438+05 Base circular horizontal 16 Base del instrumento 17 Escala vertical Esta parte se llama parte de observación del instrumento y pertenece a la parte superior parte del instrumento. El telescopio y el plato vertical pueden girar en el plano vertical alrededor del eje horizontal. El eje de colimación del telescopio debe ser ortogonal al eje horizontal, que debe pasar por el centro del recipiente de agua. Los diversos ejes de la parte de colimación (el eje de rotación de la parte de colimación) se insertan en el manguito de la base del instrumento y la parte de colimación puede girar horizontalmente.
Según las diferentes escalas de dial y métodos de lectura, el teodolito se puede dividir en teodolito vernier, teodolito óptico y teodolito electrónico. En la actualidad, el teodolito óptico y el teodolito electrónico se utilizan principalmente en China, y el teodolito vernier ha sido eliminado durante mucho tiempo. Teodolito electrónico Teodolito óptico Teodolito óptico Los diales horizontales y verticales de longitud y latitud ópticas del teodolito electrónico están hechos de vidrio, y los bordes periféricos del plano del dial están grabados con un teodolito diminuto igualmente espaciado.
Al dibujar líneas, el ángulo central de la distancia entre dos líneas dibujadas adyacentes se denomina valor de cuadrícula del dial, también conocido como valor mínimo de cuadrícula del dial. La precisión general está determinada por el valor de escala, que se divide en: el valor de escala de DJ6 es 1, el valor de escala de DJ2 es 20’, el valor de escala de DJ 1 (T3) es 4’. Dividido según la precisión: DJ07, DJ1, DJ2, DJ6, DJ30, etc. (D, J respectivamente. Todo el instrumento consta de dos partes: el instrumento y el trípode. Lista de aplicaciones (coordenadas conocidas del punto A y del punto B, obteniendo las coordenadas del punto C): Configure el instrumento en uno de los puntos A y B con coordenadas conocidas (El instrumento se configura en el punto A como una columna. Después de completar la operación básica de colocación y alineación, alinéelo con otro punto conocido (punto B), luego configure y registre una lectura 1 según las suyas. necesita, y luego alinéelo con el punto C (punto desconocido) y lea la lectura 2 nuevamente. La diferencia entre la lectura 2 y la lectura 1 es el valor del ángulo BAC. Luego, midiendo con precisión la distancia entre AC y BC, se obtienen las coordenadas precisas de. El punto C se puede calcular matemáticamente. En el lugar de construcción del proyecto, a menudo vemos a algunos técnicos llevando un instrumento de medición. El instrumento que utilizan es el teodolito. La invención inicial del teodolito estuvo estrechamente relacionada con la navegación en algunos países desarrollados. Gran Bretaña y Francia en los siglos XV y XVI, debido a la necesidad de dibujar varios mapas y cartas debido a la navegación y la guerra, la triangulación es el método más antiguo utilizado para dibujar mapas, que consiste en encontrar la ubicación de un tercer punto en la distancia. Basado en las observaciones de dos puntos conocidos. Debido a la falta de instrumentos adecuados, los métodos de medición de ángulos son limitados y la precisión no es alta, por lo que los mapas topográficos dibujados no son altos. La invención del teodolito mejoró la precisión de la observación de los ángulos. , simplificó el proceso de medición y cálculo y proporcionó mapas más precisos para dibujar datos. Posteriormente, el teodolito se utilizó ampliamente en diversas mediciones de ingeniería. El teodolito consta de tres partes: una base, una escala (escala horizontal y una escala vertical). y una parte de mira se utiliza para soportar todo el instrumento para medir el ángulo horizontal. La parte de mira incluye un telescopio, un tubo de nivel, un lector, etc.
Propósito y principio de funcionamiento de esta sección.
El teodolito es el principal instrumento de medición de ángulos. Consta de un telescopio, un dial horizontal, un dial vertical, un nivel y una base. Al medir, coloque el teodolito sobre un trípode, utilice una bola vertical. o colimador óptico para centrar el instrumento en el lugar de medición del suelo y use un teodolito horizontal.
Nivele el instrumento, apunte el telescopio al objetivo de medición y use los diales horizontal y vertical para medir la horizontal y la vertical. ángulos verticales. Según la precisión, se puede dividir en teodolito de precisión y teodolito ordinario; según el equipo de lectura, se puede dividir en teodolito óptico y teodolito Vernier, según la estructura del eje; y teodolito direccional, también hay un teodolito de esfera codificada, que puede registrar automáticamente lecturas de esfera de acuerdo con la perforación codificada; un teodolito de seguimiento automático que puede apuntar de forma continua y automática a objetivos aéreos y puede utilizar la orientación giroscópica. un giroteodolito y un teodolito láser que pueden determinar de forma rápida e independiente la orientación de los puntos terrestres; un teodolito de observación astronómica multiuso con tres funciones: teodolito, meridiano e instrumento cenital; y un teodolito fotográfico, que combina una cámara y un teodolito; para fotogrametría terrestre Los instrumentos de ángulos horizontales y verticales fueron desarrollados por primera vez por el maquinista británico Sisson alrededor de 1730 y se utilizaron oficialmente en los estudios geodésicos británicos en 1904. Con el desarrollo de la tecnología electrónica, Alemania comenzó a producir teodolitos con esfera de vidrio. en los años 1960, y los instrumentos electrónicos de medición rápida se fabricaron en los años 1970. Un teodolito es la parte mecánica de un telescopio que le permite apuntar en diferentes direcciones. El teodolito tiene dos ejes mutuamente perpendiculares para ajustar el acimut y la altura horizontal del telescopio. Este tipo de soporte tiene una estructura sencilla y de bajo coste, y se utiliza principalmente con telescopios terrestres (geodesia, observación de aves, etc.). ). Si se utiliza para observar objetos celestes, es necesario girar dos ejes al mismo tiempo y cambiar la velocidad de rotación con el tiempo para seguir el cuerpo celeste. Sin embargo, otros cuerpos celestes en el campo de visión giran en relación con el cuerpo celeste objetivo. A menos que se agregue un mecanismo para compensar la rotación del campo de visión, no es adecuada para la astrofotografía de larga exposición.
1. Ascensión recta y declinación En el vasto mar, cuando un velero se encuentra en peligro, lo primero que debe hacer es avisar al salvador dónde se encuentra el barco, es decir, avisar al salvador. Latitud y longitud del barco. La latitud y la longitud no sólo indican la posición de un barco en el océano. Su mayor ventaja es que puede explicar la ubicación exacta de un objeto a todos de manera muy concisa. De manera similar, en el interminable cielo nocturno, una vez que descubres una nueva estrella, ¿cómo haces saber al mundo su posición correcta? ¿Crees que debería existir un sistema similar de medición de latitud y longitud para calibrar las posiciones de los planetas y hacer mapas estelares? El sistema de medición utilizado por los astrónomos es la ascensión recta y la declinación. La declinación se mide en grados y la ascensión recta en horas y minutos. Puede que no estemos familiarizados con ellos, pero no son difíciles de entender. Debido a que las estrellas están tan lejos que no podemos distinguirlas a simple vista, todos los planetas parecen estar a la misma distancia de nosotros. Imaginemos que hay una capa esférica suspendida que cubre toda la Tierra. Esta esfera imaginaria se llama esfera celeste. Las estrellas están fijas dentro de la capa esférica y solo podemos ver la mitad de la esfera a la vez. Debido a la rotación de la Tierra, la esfera celeste parece estar girando constantemente a nuestro alrededor de este a oeste. El polo norte (sur) de la esfera celeste está justo encima del polo norte (sur) geográfico de la Tierra y del ecuador. de la esfera celeste está justo encima del ecuador terrestre. Es el centro del polo celeste. Al igual que la Tierra, etiquetamos la esfera celeste con latitud y longitud. En astronomía, esto equivale a la latitud (longitud) de la Tierra, lo que se llama declinación (ascensión recta). Desde el polo celeste hasta el ecuador celeste, la declinación es de 90 grados; la ascensión recta se divide en 1 minuto, 24 horas y 60 minutos, es decir, 1h = 60m = 15, llamada así porque la tierra o esfera celeste gira 15 veces. por hora. Este método para determinar la posición de los cuerpos celestes puede parecer bastante complejo, pero tiene muchas ventajas. Por ejemplo, la esfera celeste está en constante rotación, por lo que las posiciones aparentes de las estrellas también cambian constantemente, como si cruzaran el cielo nocturno de este a oeste al mismo tiempo, debido a la revolución de la tierra, aunque al mismo tiempo; , después de unos días, las estrellas estarán ligeramente hacia el oeste o si te mueves de norte a norte, a medida que avanzas hacia el sur, las posiciones relativas de las estrellas y el horizonte también cambian; Debido a que las posiciones aparentes de las estrellas son tan variables, es bastante difícil interpretar sus posiciones en función de lo que ven, lo que sólo puede explicarse en términos de ascensión recta y latitud correcta, ya que cada planeta corresponde a un conjunto de longitud y latitud correctas. . Pero también debido a que las estrellas cambian rápidamente, ¿cómo deberíamos medir la ascensión recta y la declinación? En segundo lugar, el teodolito se produjo para medir la ascensión recta y la declinación. Es un dispositivo de observación con muchas características de un telescopio astronómico. Ahora se presenta un método sencillo de medición con teodolito. Los materiales necesarios se enumeran en la Tabla 1. El tamaño de cada material es solo de referencia y puede usarse a su propia discreción, pero la posición relativa de cada parte debe estar claramente definida. Antes de hacerlo, mire la Figura 1, la Figura 2 y la Figura 3. Método: 1. Utilice una madera contrachapada de (3/8)" de espesor para cortar dos discos, un diámetro ligeramente más pequeño (1/2)" que el transportador. Utilice pegamento fuerte para fijar dos transportadores a cada disco. El punto medio del borde inferior del transportador debe estar pegado al centro del disco. (Ver Figura 2). 2. Fije el disco a D con dos tornillos. La línea que conecta el centro del disco y 90° debe coincidir con la línea central de d. Clave un anillo de tornillo en cada extremo de d (tenga cuidado de no clavarlo en el lado del disco, como se muestra en la Figura 2). La línea de visión puede pasar a través de los dos pequeños agujeros de observación circular. 3. En el centro del otro disco, taladre un orificio (1/4)", que debe pasar por A y C (ver Figura 3), y fíjelo con un tornillo. Ajuste la tensión para que C sea fácil de girar. 4. Cava un agujero en el centro del transportador unido a D y aprieta D y C con tacos o tornillos de madera, pero d y c deben ser giratorios, no fijos. 5. Corta tres triángulos con láminas de hierro y usa tornillos o tornillos. El clavo pequeño se fija en C. La punta del triángulo debe estar conectada al transportador. 6. Conecte A y B con una bisagra (ver Figura 1). 7. Corte un pequeño agujero en un extremo (3/4). A 1" del orificio, corte una hendidura delgada con un ancho de (3/16)" a lo largo de la línea central de cada marco de madera hasta 1" del otro extremo. Utilice pernos para fijar G y H a ambos lados de A en. el orificio pequeño y luego use un taladro de banco para fijar G y H en un lado de B a través de una hendidura delgada. El taladro de banco se usa para ajustar el ángulo, A y B se pueden superponer. El teodolito se puede usar en este momento. En tercer lugar, el teodolito utilizado se apoyará en un soporte, como una silla o un trípode de cámara. El propósito es simplemente hacer que la mira sea fácil de observar a través del anillo de tornillo de d. D (es decir, la tabla de latitud E apunta a cero), ajuste la inclinación del tablero B para que la línea de visión pueda ver el horizonte a lo largo del brazo de mira y luego mantenga el tablero B en esta posición Horizontal. C y D para observar el cuerpo celeste, y luego E representa la altitud del cuerpo celeste. Ahora eleva el teodolito a un ángulo de X, donde 3', el ángulo. Por supuesto, si lo piensas por un momento, lo harás. Sepa que puede utilizar este método para medir la latitud de su ubicación. ¿Por qué el ángulo entre A y B es X? (Nota 1) Cuando mira hacia el polo celeste (es decir, Polaris), el ángulo de elevación es su latitud. , cuando la lectura de E es cero, después de elevar la placa A una latitud), independientemente de los cambios en la posición aparente de las estrellas provocados por las diferentes latitudes del punto de observación.
En este punto, la posición ecuatorial de la esfera celeste se traza girando el brazo de visión de oeste a este. Para medir la ascensión recta, la tabla de longitud F debe tener una muesca en las unidades de ascensión recta horas, y cuando el intervalo de 15 es 1, el tictac debe iniciarse en sentido contrario a las agujas del reloj desde cero. Ahora mueva el brazo visual para observar una estrella conocida en el cielo del sur. Determine la ascensión recta y la declinación de la estrella a partir de un mapa estelar, un almanaque astronómico u otra fuente de referencia. Gire la tabla de longitud F para que el puntero de C apunte. al valor de ascensión recta apropiado. En este momento, el medidor de latitud debería indicar automáticamente el valor de declinación correcto; de lo contrario, el instrumento estará sesgado. Corrija F, ahora gire C y D para apuntar el brazo apuntador a otro planeta. En este momento, podemos leer la declinación y la declinación del planeta desde E y F. La declinación de las estrellas al norte del ecuador celeste es positiva y la declinación de las estrellas al sur del ecuador celeste es negativa, es decir, la apertura en el disco E El transportador en es positivo y el otro es negativo. Por ejemplo, Spica se puede ver en el cielo nocturno en abril, mayo y junio. Su declinación (R.A.)=13h23m37s, declinación (D.) =-11 00' 19. Ahora gira el brazo de observación D y mira a Regulus. En este momento podemos leer 12 06' en E y 10h07m en F, por lo que sabemos que la A.R. de Regulus=10h07m, D.=12 06. Para otro ejemplo, en el cielo nocturno de invierno, la A.R. de Sirio es de aproximadamente 6h44m y la d es de aproximadamente -16 40’. Después de ajustar F a 6h44m, levante el brazo visual con una declinación de 25° y luego gírelo hacia el oeste aproximadamente 3h45m. En este momento, puedes ver a través del anillo espiral en D que en las noches de principios de otoño e invierno, puedes ver una banda brumosa y brillante cerca de la Plaza Pegaso. Se trata de Andrómeda, la única nebulosa espiral claramente visible a simple vista. ¿Estás interesado en conocer su ubicación aproximada? Aproximadamente R.A.=0h40m, d.=41. La ventaja de utilizar este método para calcular la ascensión recta y la declinación es que no hay que preocuparse por los cambios en la posición aparente del planeta debido a los diferentes tiempos de observación. ¿Por qué? Debido a que el disco A coincide con el plano ecuatorial celeste después de ser corregido por el ángulo X, E obtiene el ángulo de elevación de la estrella con respecto al disco A (el plano ecuatorial celeste), que es naturalmente la declinación. Aunque la esfera celeste gira constantemente, todas las estrellas casi siempre son estrellas distantes y sus posiciones relativas permanecen sin cambios. Conocemos la declinación de una estrella. En base a esto, podemos calcular naturalmente la declinación de otra estrella a partir del ángulo entre esta estrella y otras estrellas. Así que no importa qué latitud, qué estación y a qué hora la observes. obtenga una declinación o número de declinación diferente para la estrella. La Tabla 2 enumera algunas fuentes de estrellas de referencia. Hay muchos experimentos fantásticos y el equipo que requiere suele ser bastante sencillo; no subestimes el teodolito. Es muy probable que algún día seas famoso por usarlo para localizar un planeta que nunca antes se había descubierto. "Challengegeoftheuriverse" 117 páginas "Proyectos y Experimentos" 1962 publicado por la "Asociación Nacional de Profesores de Ciencias". El artículo original solo explica el método de producción y no analiza el principio. El traductor dio algunas explicaciones sencillas de este principio. Nota 1: Como se muestra en la Figura 4, el panel B apunta al horizonte sur, el panel D apunta al polo norte celeste y el panel A es perpendicular a él. ∠Y es la latitud del lugar de observación. Debido a que Polaris está tan lejos de la Tierra, apunta hacia el Polo Norte de la esfera celeste, paralela a la línea recta que va desde el Polo Norte al centro de la Tierra. Podemos demostrar fácilmente que ∠Z=∠Y y ∠X+. Nota 2: Cuando la lectura de E es cero, D es paralelo a A. Como se muestra en la Figura 4, A está en ángulo recto con el polo norte celeste, es decir, apunta al ecuador celeste, por lo que D también apunta al ecuador celeste. Principio El teodolito está diseñado según el principio de medición de ángulos. Para determinar el ángulo horizontal, es necesario colocar un disco dividido angularmente horizontalmente, un dial horizontal (Fig. 2), en la línea vertical que pasa por la intersección de dos direcciones en el espacio. En la figura, el punto de intersección del plano vertical de OAA1 y el dial horizontal obtiene una lectura de ι, y el punto de intersección del plano vertical de OBB 1 obtiene una lectura de b en la escala b menos ι es el ángulo central. β, que es el valor del ángulo β del ángulo horizontal A1O1 65438. Para determinar el ángulo vertical, se debe colocar verticalmente un disco (una escala vertical). Debido a que una dirección del ángulo vertical es una dirección específica (horizontal o cenital), solo necesita leer la lectura en la escala vertical cuando la línea de visión apunta al objetivo para obtener el valor del ángulo vertical. Hay muchos tipos de teodolito, que se pueden dividir en teodolito ordinario y teodolito de precisión según su precisión. Existen ciertas series de estándares. El error mediano horizontal del teodolito óptico de precisión producido en mi país no es más de 0,7 pulgadas, el aumento del telescopio es de 56, 45 y 30 veces, el diámetro de la escala horizontal es de 158 mm, la lectura mínima es de 0,2 pulgadas y el el diámetro de la escala vertical es de 88 mm. La lectura mínima es de 0,4 ″. El teodolito se divide en teodolito vernier, teodolito óptico y teodolito electrónico según el dispositivo de lectura, se puede dividir en teodolito de remedición y teodolito de dirección; En la actualidad, el más utilizado es el teodolito óptico. Para facilitar el funcionamiento y mejorar la eficiencia, este instrumento se ha mejorado sobre la base original, utilizando por ejemplo un telescopio vertical de enfoque rápido y mecanismos de frenado de enfoque lento; y mecanismos de micromovimiento utilizando un microscopio de lectura con retícula o un microscopio de lectura con un micrómetro óptico. Las lecturas del dial aparecen en diferentes colores, un dispositivo automático de retorno a cero equipado con mecanismos de dial grueso y fino y un dial vertical; indicador.
También hay algunos teodolitos con funciones especiales, como el teodolito de alcance visual con un dispositivo óptico de medición de distancias; el teodolito con brújula que utiliza una aguja magnética para determinar la posición norte; el teodolito giroscópico (ver estudio de minas), que puede determinar la posición norte; dirección norte verdadera mediante la combinación de un giroscopio y un teodolito; un teodolito láser que forma un eje de colimación visible y puede realizar mediciones de orientación, posicionamiento y alineación; un teodolito fotográfico para fotografía terrestre; Teodolito electrónico para medición y registro automático de ángulos: así como una combinación de teodolito electrónico y medición de ondas electromagnéticas. Un instrumento electrónico de medición rápida que integra un distanciómetro, un procesador de microinformación y un registrador. El velocímetro electrónico no solo puede obtener rápidamente la distancia inclinada, la distancia horizontal, la diferencia de altura (o elevación), el incremento de coordenadas (o coordenadas) y otros datos en el campo, sino que también puede mostrar, imprimir, registrar agujeros o almacenar datos automáticamente en cinta. También puede construir un modelo digital del terreno o conectarlo a una computadora a través de una interfaz especial para crear automáticamente un mapa. Cuando se trabaja en entornos oscuros, como proyectos de túneles, el uso del LDT520 puede controlar y posicionar eficazmente el rayo láser visible emitido por el punto de medición. En un ambiente nublado, el radio de trabajo efectivo del rayo láser alcanza los 600 my más en un ambiente oscuro. Haz enfocado de diámetro puntual 2,1 mm a 20 m/10,3 mm a 100 m/15,5 mm a 150 m.
Haz paralelo 15,1 mm a 20 m/15,3 mm a 100 m/15,5 mm a 150 m
Ampliación del telescopio
30X
Visualización mínima
1 pulgada/5 pulgadas opcional
Precisión (ISO 17123-3:2001)
5"
Duración de la batería estándar
13,5 horas (potencia de salida de 1 mw)
Peso (batería incluida)
5,7 kg