Что измеряет нивелир в геодезии
Нивелир: что это, для чего нужен и что измеряет
Работа на местности, строительство и составление карт – что общего есть у этих понятий? Ответ говорит сам за себя: нивелир – специальный измерительный инструмент. Он обеспечивает высокую точность горизонтальных и вертикальных линий.
Нивелир
Он входит в минимальный комплект оснащения специалистов по геодезии и строительного дела. При выполнении точных работ во время ремонта (укладка плитки или стяжка пола) ему нет равных.
Нивелир – это..
Нивелир – это прибор, нужный также в топографическом деле. Автомобильный, железнодорожный и прочие виды транспорта обязаны своей работоспособностью именно этому устройству. Им учитываются высоты объектов ландшафта, на которых пролегают коммуникации.
Ввиду высокой мобильности и работы на высоте человеческого роста прибор обязан быть прочным. С этой целью его корпус делают из металла либо ударопрочного пластика, с мягкими прокладками внутри.
Габаритные размеры – около 20 х 15 х 22 см, масса – до 2 кг.
Нивелир: для чего нужен?
Основные отрасли применения этого устройства:
Так, в мобильном и более удобном лазерном варианте нивелир применяется для укладки плитки, поклейки обоев – там, где требуются идеальная ровность и строгость выдерживания углов. Удобно позиционировать розетки и другие электрические потребители относительно пола или линии горизонта.
Нивелир: что измеряет ?
Существует целый ряд конструкций и моделей нивелиров как приборов для получения горизонтали.
Самый простой – гидравлический. Оно состоит из мягкой прозрачной трубки с водой внутри и нанесенными рисками снаружи. Вода применяется обычная, техническая. Риски можно наносить на трубку по ходу замеров – маркером или фломастером. Концы трубы обязательно не должны иметь заглушек.
Гидравлический нивелир
Для получения отметок об уровне требуемой точки концы трубки поднимаются вертикально. Вода от давления воздуха устанавливается на одном уровне вне зависимости от фактического положения полов или потолка.
Проставлением отметок на стенах можно получить идеальный уровень для заливки стяжки и других целей.
Классический нивелир
Также в сост ав входят таки е узл ы :
Процесс постановки
Процесс постановки такого не имеет критичной сложности. Ножки выносятся на определенное удаление друг от друга, подстраиваются по длине и закрепляются. Строительные модели могут не иметь штатива – в качестве него выполнено плоское основание. Нивелир просто ставится на подходящую поверхность. База и опоры изготавливаются из дерева, пластика и стеклопластика, алюминия.
Для создания «языка» между механизмом и удаленной точкой применяется рейка. Так называют брус длиной до 2 м (при необходимости – больше) и покрытый отметками и цифрами. Сочетание красных, белых и черных элементов видно на большом расстоянии. Настройка и считывание ситуации выполняется по цифрам с занесением данных в журнал.
Работает с рейкой второй оператор. Пока первый занимается с настройкой нивелира и снятием его показаний, помощник удерживает планку. Идеальное положение рейки – строго вертикальное. Поэтому чаще других слов от операторов нивелира можно услышать фразу «держи ровнее!».
Ветровое воздействие и собственная масса рейки плохо способствуют постоянству положения. Поэтому для выдерживания необходимого положения применяется интегрированный пузырьковый уровень.
Рейка для нивелира
Материал изготовления рейки аналогичен штативу. Для простых замеров применяются пиломатериал и металл. Для получения высокой точности – сплав инвар (отличается пониженным температурным расширением и сохранением постоянной длины).
Ввиду особенностей оптики возможно применение рейки с перевернутыми символами.
Цифровая конструкция похожа на обычную, однако вся точная работа производится автоматически. Внутри располагаются электронные компоненты, результаты от которых выводятся на экран.
Погрешности и ошибки в работе цифровых моделей гораздо ниже. Быстродействие и выдача информации – быстрее. Такая конструкция оснащена встроенным компьютером. Он выполняет почти моментальную оценку показаний, выдает анализ и способен сохранять результаты. Для максимального быстродействия рейка под него имеет нанесенные штрих-коды.
Отличающие характеристики
Существует масса предложений, отличающихся по таким характеристикам как:
Существует также лазерный нивелир. Работая в паре с той же рейкой, что и оптический, электронное устройство распознающего типа снимает показания. Информация передается во встроенный модуль обработки с установленным программным оснащением.
Луч применяется красного цвета (для внутренних работ) или зеленого (для операций снаружи). Первый контрастен и виден даже при неярком свете, второй заметен на большем расстоянии.
Существует разновидность лазерного нивелира – ротационный. Устроен он так, чтобы вращением верхней части с излучаемой точкой указывать на горизонтальный уровень.
Дополняется прибор специальным приемником излучения. Суть его в том, что при значительном удалении или низкой видимости точка не заметна. Поднимая или опуская приемник, можно найти требуемое положение уровня.
В комплект лазерного устройства помимо самого нивелира и документации, а также возможной рейки могут входить очки. Изготавливаемые для защиты глаз, они также улучшают видимость луча при любых погодных условиях.
Достоинства
Среди его достоинств как измерительного инструмента :
Недостатки
Недостатки выделяются такие:
Критерии выбора
Выбор нивелира выполняется по таким критериям (приведены для всех вариантов конструкции):
Последнее особенно важно для нивелира. Осадки или пыльный ветер на протяжении целых дней накладывает отдельные требования на работоспособность.
Это усиливается защищенностью от падения. От динамических перегрузок механизм защищает корпус и накладки, а также демпферы внутри.
Принципы выбора подходящего инструмента среди электронных или оптических вариантов одинаковы. Выбор следует осуществлять в пользу известной и проверенной марки. Рекомендуется изучить основные технические характеристики и проанализировать отзывы. Следует найти опытного пользователя или коллегу, которые знают тонкости работы – и помогут советом.
Цель применения
Важно определиться с целью применения:
Значение
Для приобретения универсального устройства ( которое вряд ли заранее известн о в плане применения ) имеют значение:
Нивелир и виды нивелиров
Одним из важнейших условий во время строительных работ, является соблюдение горизонтальности и вертикальности возводимых конструкций. Без этого фактора ее прочность и надежность сильно снижается. Вертикальность возводимых стен легко проверить, используя отвес – обычную верёвку с привязанным грузом. Но для проверки горизонтальных плоскостей на сегодняшний день используется особые приборы тахеометр и нивелир. В данной статье мы расскажем, что такое нивелир и какие виды нивелиров существует.
Нивелир и его виды
Нивелир — геодезический инструмент для определения разности высот между несколькими точками земной поверхности.
Как правило, нивелиры разных типов повсеместно используются в строительстве и в геодезических работах. Современные модели не требуют сложных вычислений, а работа с ними не представляет сложности даже для непрофессионала.
Виды нивелиров по конструкции
Оптический нивелир — являются самым распространенным инструментом для проведения геодезических работ, ремонта дорог, строительства. История классического оптического нивелира насчитывает не одно столетие. С их помощью определяется разница высот и расстояние от одной точки до другой. Все оптические нивелиры имеют схожую конструкцию: в корпус заключена зрительная труба с увеличительными стеклами и объективом. Труба вращается в горизонтальной плоскости, и с помощью регулировочного винта оптика фокусируется на объекте. Благодаря нанесенной на стекло градуированной шкале, измеряются перепады высот и углы наклона. Для ровной установки оптического нивелира на приборе имеется встроенный уровень с воздушным пузырьком, а чтобы прибор не наклонялся из-за неровной поверхности почвы, имеется специальный компенсатор (воздушный или магнитный демпфер). Он гасит колебания и помогает зрительной оси оставаться в горизонтальном положении, благодаря чему можно было получить точные измерения. Конструкция прибора постоянно изменяется и совершенствуется.
Электронные (цифровые) нивелиры — это современные многофункциональные геодезические приборы, совмещающие функции высокоточного оптического нивелира, электронного запоминающего устройства и встроенного программного обеспечения для обработки полученных измерений. Основная отличительная особенность электронных нивелиров — это встроенное электронное устройство для снятия отсчета по специальной рейке с высокой точностью. Применение электронных нивелиров позволяет исключить личные ошибки исполнителя и ускорить процесс измерений. Достаточно навести прибор на рейку, сфокусировать изображение и нажать на кнопку. Прибор выполнит измерение, отобразит на экране полученное значение и расстояние до рейки. Цифровые технологии позволяют значительно расширить возможности нивелиров и области их применения. Опыт показывает, что с помощью цифрового нивелира достигается 50%-я экономия времени по сравнению с обычным нивелиром. Основными причинами являются быстрый сбор данных сохранение измерений во внутреннюю память прибора.
Лазерным нивелиром или лазерным уровнем, как иногда говорят, называется оптический прибор, позволяющий быстро и с высокой точностью строить горизонтальные, вертикальные и наклонные плоскости. Некоторые такие инструменты еще имеют функцию отвеса и позволяют отмерять углы в 90 и 45 градусов.
Существуют два больших класса современных лазерных нивелиров:
Позиционный нивелир;
Ротационный нивелир.
Позиционный нивелир строит статичные точки и линии с помощью призм или линз, это самые распространенный тип уровней, применяемых в отделке квартир. Ротационные формируют лазер в одну яркую точку, которая за счет его вращательного движения превращается в нечто, похожее на линию. Такие приборы чаще всего используют вне помещений на стройках, потому что дальность их действия значительно выше, чем у позиционных. Но, разумеется, такие лазеры и стоят значительно дороже. Работа с лазерным нивелиром быстрее и нагляднее. Применение этого класса приборов позволяет выполнять операции в разы быстрее и проще.
Каждый из видов имеет свои конструктивные особенности, сферу использования и точность измерения. Оптические и цифровые нивелиры, как правило, предназначены для использования специально подготовленными исполнителями, представляющими суть процесса и имеющими определенные профессиональные навыки. Лазерные нивелиры, напротив, созданы для того, чтобы ими мог пользоваться любой человек для решения самых различных задач. Уровень автоматизации и наглядность работы лазерных нивелиров, таковы, что их использование в большинстве случаев не требует специальной подготовки. Существует большое количество различных моделей лазерных нивелиров, отличающихся по конструкции, по назначению и точности работы.
Наибольшее распространение лазерные нивелиры приобрели в строительстве при монтажных и отделочных работах, заменив привычные уровни, бечевки и т.п.
Также нивелиры классифицируют по двум признакам: по точности и по способу установки визирного луча в горизонтальное положение.
Группы нивелиров по точности
Высокоточный – средняя квадратическая погрешность на 1 км двойного хода – 0,5 мм. Примечание: при работе с этими нивелирами допускается длина плеч (расстояние от нивелира до рейки) до 50 метров.
Точный – средняя квадратическая ошибка на 1 км двойного нивелирования 3 мм. Примечание: допускается длина плеч до 75 – 100 метров.
Технический – ошибка 10 мм на 1км двойного хода. Примечание: Длина плеч допускается до 100 – 150 метров.
Точные и технические нивелиры могут изготавливать со зрительными трубами прямого или обратного изображения, допускается изготавливать с горизонтальным лимбом. Числа в шифре нивелира означают допустимую среднюю квадратическую погрешность, получаемую при нивелировании на 1 км двойного хода в мм.
Числа, стоящие впереди Н – номера последующих моделей. При наличии компенсатора к шифру нивелира добавляется индекс К, например Н–3К. Нивелиры типов Н–3 и Н–10 допускается изготовлять с лимбом для измерения горизонтальных углов с точностью до 5′. При наличии лимба к шифру нивелира добавляется индекс Л, например Н–10КЛ.
Условное обозначение нивелирной рейки состоит из буквенного обозначения РН, цифрового обозначения группы нивелиров, для которой она предназначена (для высокоточных нивелиров – цифра 05, точных – 3, технических – 10) и номинальной длины рейки. В обозначении складных реек и (или) реек с прямым изображением оцифровки шкал после указания номинальной длины добавляют соответственно букву С и (или) П. Пример условного обозначения нивелирной рейки к техническим нивелирам, номинальной длиной 4000 мм, складной, с прямым изображением оцифровки шкалы: РН–10 – 4000 СП.
По установке визирного луча:
• Уровенный нивелир (с цилиндрическим уровнем)
• Нивелир с самоустанавливающейся линией визирования (с компенсатором)
Уровенный нивелир – нивелиры, у которых линию визирования устанавливают по цилиндрическому уровню, скрепленному со зрительной трубой. Нивелиром с уровнем при трубе является, например, нивелир Н-3.
В настоящее время широкое применение находят геодезические приборы (нивелиры, теодолиты и др.), в которых уровень заменяется автоматическим устройством – компенсатором наклона визирной оси, или «регулятором» положения визирной оси.
Нивелир снабжается только круглым уровнем для грубого приведения визирной оси в горизонтальное положение, горизонтальность линии визирования обеспечивается с необходимой точностью автоматическим компенсатором наклона. Компенсаторы наклона позволяют повысить точность и производительность труда, дают возможность работать на неустойчивых грунтах.
Практически все современные нивелиры являются самоустанавливающимися.
Что измеряет нивелир?
Для профессиональных строителей и геодезистов нивелир является обязательным прибором. Он позволяет выполнять измерения и производить вычисления с высоко точностью.
Огромное количество видов этого прибора позволяет подобрать подходящий вариант для большинства задач, начиная с несложного домашнего ремонта, заканчивая созданием крупных архитектурных проектов.
