Mesure correcte des angles verticaux avec un théodolite

Très souvent, lors de travaux géodésiques, de conception et de construction, il devient nécessaire de déterminer diverses grandeurs spatiales. Il est loin d'être toujours possible de le faire à l'aide d'outils aussi triviaux que la roulette.

L'utilisation du théodolite dans la construction

Le théodolite est un appareil conçu pour les travaux de géodésie, de conception et de construction.

La mesure des angles verticaux par un théodolite est une fonction très répandue. Connaissant la valeur de ce paramètre et utilisant les formules de la trigonométrie, on peut déterminer les dimensions linéaires de l’objet d’intérêt (hauteur) ou la distance qui le sépare de l’objet.

Appareil théodolite lui-même

Appareil théodolite

Appareil théodolite.

Le théodolite est irremplaçable lors de la vérification des mesures au sol des distances, angles horizontaux et verticaux. Les éléments de travail principaux sont des échelles graduées rondes. L’éventail complet des recherches possibles est assuré par la présence d’une échelle de mesure horizontale et verticale.

Dans le même plan que le membre de mesure, il y a un autre cercle en rotation - alidade. Sur il est fixé un dispositif pour faire des comptes sur le membre.

En plus des membres et alidad, l'appareil de mesure comprend les unités essentielles suivantes:

  1. Stand avec niveau intégré. Pour assurer une plus grande stabilité et un meilleur réglage par rapport au niveau horizontal, la base comporte trois pieds équipés de dispositifs réglant leur longueur.
  2. Télescope optique.
  3. Vis affine et fixe l'optique sur le sujet de la mesure.
  4. Niveau cylindrique, reflétant les angles d'inclinaison verticale de l'appareil lui-même dans le processus de mesure.
  5. Plomb optique.
  6. Un microscope de lecture (barre ou échelle, en fonction de la conception du théodolite) pour prendre des mesures.
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Vérification appropriée

Lors du processus de mesure à l'aide d'un théodolite, des erreurs sont possibles, ce qui peut ensuite entraîner de graves erreurs lors de la détermination de l'amplitude des angles verticaux. L'obtention de résultats précis est garantie par le passage régulier d'un ensemble de procédures d'étalonnage. En cas de divergence entre les résultats d'étalonnage et les valeurs régulées, le théodolite est ajusté lorsque cela est possible.

Types de théodolite de vérification

Types de vérification du théodolite: a - installation par deux vis; b - installation sur la troisième vis; en - vérifiant l'exactitude du niveau d'installation.

Il existe quatre types de vérification (ajustement):

  1. Vérification de la perpendicularité mutuelle des axes du niveau cylindrique et de la rotation de l'appareil dans le plan vertical.

La position opérationnelle est déterminée par la bulle d'air à l'intérieur de la capsule de niveau. Il devrait être au milieu de la balance. Les écarts de la position de la bulle d'air par rapport au centre de l'échelle au niveau sont compensés par le réglage des vis de levage.

Une fois la position de travail établie, l'alidade et le niveau pivotent de 180 °. Dans la nouvelle position, toute la procédure est répétée. Il est nécessaire d’obtenir l’indépendance du niveau de lecture par rapport à l’angle de rotation de l’alidade.

  1. Vérifiez la position des filets de la grille de mesure. Le filetage vertical dans l’optique de l’appareil est combiné à un poteau préinstallé, qui occupe une position strictement verticale. Ils doivent correspondre. Si des écarts sont détectés, il est nécessaire d'ajuster la position de l'oculaire. La fixation est desserrée et la position de l’oculaire est décalée jusqu’à ce que la ligne du fil et la ligne à plomb coïncident complètement.
  1. Vérifiez la perpendicularité de la position de l'axe de visée du théodolite par rapport à l'axe de rotation du télescope. Cette vérification s'appelle également vérification d'erreur de collimation. Si la condition de perpendicularité n'est pas remplie, l'axe de visée du théodolite pendant la rotation décrit une surface conique au lieu d'un plan, ce qui en déduit la précision de la mesure des angles verticaux au-delà de toutes les limites admissibles.

Au stade initial de la vérification, il convient de définir un point de référence éloigné dont la ligne de visée est aussi proche que possible du plan horizontal.

Lorsque la roue de mesure est située à droite de l'opérateur, les réticules des filets et le point de référence sélectionné sont combinés.

Les lectures du cercle horizontal (KP) sont enregistrées. Ensuite, le tube de théodolite est déroulé, l’alidad est détaché et des lectures sont prises à la position gauche de la roue de mesure (C). L'ampleur de l'erreur de mesure est déterminée par la formule:

C = ((Kl-Kp) ± 180 °) / 2

Le signe devant 180 ° est déterminé en fonction du signe de la différence entre K et KP. Si la différence de lecture est positive, le signe "-" est pris, sinon - "+".

Les résultats de la vérification sont évalués par la valeur obtenue de C. Si elle ne dépasse pas la valeur de la double précision de l'échelle, le théodolite est utilisable. L'excès signale la nécessité d'une correction. Pour ce faire, desserrez l'une des vis verticales du treillis métallique. En ajustant la vis latérale, combinez l’intersection des filets de la grille de mesure avec la référence voulue;

  1. Vérifiez la position relative de l'axe de rotation du tube optique et de l'axe vertical du théodolite. Le respect de cette condition garantit la position verticale du plan de mesure pendant le fonctionnement.

Sur la surface du mur, située à environ 10 m, vous sélectionnez un point situé à un angle de 40 à 50 ° par rapport à l'horizon. Il est guidé par un tuyau et alidade fixe. Après cela, le tuyau est transféré dans une position horizontale et la projection de la pointe est marquée sur le mur en faisant pivoter l’alidade à 180 ° et en déplaçant le tuyau à travers la position zénith sur le mur. Au niveau de l'horizon, la projection du point initialement sélectionné est remarquée. Les deux points de projection dérivés doivent correspondre. En cas de divergence, cette erreur de conditions de terrain ne peut pas être compensée et le théodolite est sujet à réparation.

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Préparation pour mesure / test

Théodolite de centrage

Théodolite de centrage: 1 - théodolite; 2.3 - jambes du trépied, 4 - à plomb.

Si tous les contrôles prévus dans la réglementation ont été passés avec succès, nous pouvons supposer que l'outil est en bon état et qu'ils peuvent fonctionner. Avant de commencer la mesure des angles verticaux, le théodolite doit d'abord être préparé pour le travail.

La préparation consiste à effectuer les opérations suivantes:

  1. Vérification de la position de l'appareil de mesure - régler la position centrale du cadran au-dessus du point de consigne à l'aide d'un fil à plomb standard. Le point central d'un angle horizontal ou vertical est généralement utilisé comme point central.
  2. Réglage de la surface du cadran de mesure dans le plan horizontal. La procédure est effectuée en ajustant les vis de levage jusqu'à ce que la position de la bulle dans l'ampoule de niveau coïncide avec le point zéro.
  3. Réglage de l'optique de visibilité - faites tourner la bague de réglage dioptrique jusqu'à obtenir la meilleure visibilité de la grille.
  4. Réglage de l'optique au point mesuré; La rotation de Cremaliera ajuste la clarté de l'image de l'objet.
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Mesure et traitement des résultats

Diagramme de mesure des angles verticaux avec un théodolite

Le schéma de mesure des angles verticaux par le théodolite.

En pratique, les mesures des angles verticaux sont effectuées à l'aide d'un membre vertical. Un trait caractéristique est la rotation du membre en train de travailler avec le tube optique à la position fixe de l’alidade.

Le diamètre zéro de l'alidade est donné en position horizontale, contrôlée par la position de la bulle dans un niveau cylindrique. Dès que le zéro est défini, les angles verticaux sont déterminés par la position indiquée sur le cercle de mesure vertical.

Afin de mesurer les angles verticaux, le théodolite doit être prêt à fonctionner conformément aux méthodes décrites ci-dessus. À n'importe quelle position du cercle vertical (gauche ou droite), le filetage horizontal de la grille de mesure est dirigé vers le point de mesure. Si nécessaire, un petit ajustement de passage de la position de la bulle dans le niveau par rapport au point zéro est effectué. Les valeurs obtenues sur le membre sont enregistrées dans le journal de mesure.

Ensuite, une procédure de mesure similaire est effectuée lorsque le cercle vertical est déplacé dans la direction opposée et que les résultats sont enregistrés.

Calcul des angles verticaux mesurés

Le calcul des angles verticaux mesurés.

Pour calculer la magnitude des angles verticaux mesurés, il est nécessaire de calculer la valeur intermédiaire - la place du zéro. Cette valeur caractérise le comptage sur la branche d'un cercle vertical avec la position horizontale de l'axe de visée du télescope et la présence d'une bulle d'air au milieu de l'échelle d'un niveau cylindrique.

Place zéro est déterminé par la formule:

Mo = (CL + KP) / 2

où, Mo est la place de zéro;

Kl, Kp - lectures à l'emplacement de la roue de mesure à gauche et à droite, respectivement.

Les angles verticaux sont déterminés par les formules:

V = Kl-Mo ou V = Mo-Kp

où, V - la valeur de l'angle vertical mesuré.

Il est à noter que pour augmenter la précision, il est recommandé d'effectuer plusieurs fois des mesures lors du traitement ultérieur des résultats obtenus à l'aide de méthodes de statistiques mathématiques.

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