24. Маятникові компенсатори нахилу.

Найбільш простою конструкцією такого типу є гойдаюча сітка, що закріплена на трьох тонких металевих нитках, що мають довжину S=f, тобто n=1.

Рис.7.4. Принципова схема компенсатора «гойдаючи сітка»

1- обєктив;

2 – окуляр;

3,4 – пентапризма (пентаблок);

5 – гойдаюча сітка.

Під силою тяжіння сітка займає різне положення, але оптична вісь завжди буде прямовисною. В даному випадку конструкція нівеліра має бути вертикальною.

Більше впровадження мають конструкції компенсаторів з одним або двома дзеркалами, що гойдаються. Наприклад, при конструкції одного дзеркала його положення розташовується під кутом 45⁰.

Рис.7.5. Компенсатор з одним дзеркалом

1 – дзеркало;

2 – маятниковий пристрій;

3 – демпфер для гасіння коливань.

Більш точним є маятник із двох дзеркал, перше з яких закріплюється на двох нитках або чотирьох. Дзеркало 1 закріплюється на двох нитках або чотирьох, а дзеркало 2 скріплюється з корпусом. Зорова труба такого нівеліра буде ломаною, а підвіс виконується так, щоб . При нахилі нівеліра на кут дзеркало 2 також змінюється на кут , сітка ниток теж змінюється на кут (вверх або вниз).

Рис7.6. Компенсатор з двома дзеркалами

Дзеркало 1 при цьому змінить своє положення на кут промінь Е змінить своє положення відносно вертикалі на відповідний кут. В кінцевому варіанті віддзеркалений промінь від дзеркала 2 ще змінить кут на і попаде на сітку ниток в точку К. Такий компенсатор застосований в конструкції нівеліра НЗК-1 та інших (конструктор Чусєв. Діапазон компенсування ).

Для деяких типів нівелірів в якості гойдаючого елемента застосовується призма БР-180⁰. Така конструкція застосована в нівелірі Ni-007. Він має вертикальну конструкцію висотою = 400мм; окуляр – знизу; обєктив – зверху. Для нього відстань S= .

Лекція №8

25. Компенсатори нахилу з рівнем.

Для нівеліра Ni-4 застосована ампула рівня в прохідному світлі.

1. лупа;

2. окуляр;

3. рівень з бульбашкою;

4. пентапризма БП-90⁰;

5. захисне скло;

6- обєктив;

7- напівпрозоре плоскопаралельне скло.

Рис.8.1. Компенсатор нахилу з рівнем

Принцип роботи: через лупу 1 по рівню 3 грубо приводять прилад у робочий стан. Це значить, що за допомогою круглого рівня 3 його бульбашка буде близько до середини. Далі бульбашка діє як сферична лінза. При нахилі приладу бульбашка відхиляється, але при цьому змінює напрям вихідного променя, так, що останній буде прямовисним.

В багатьох конструкціях нівелірів бульбашка рівня є “0-індексом”, по якому знімають відлік по рейці. Принципова схема дії, наприклад, в нівелірі Стодолкевича НС-2, така: горизонтальний промінь, що проходить через обєктив буде перпендикулярний до радіуса кривизни бульбашки рівня.

, (8.1) ; , (8.2) , (8.3); , (8.4) Підставимо (8.3), (8.4) в (8.2).

, (8.5) , (8.6); ₁= (8.7)

А1

Рис.8.2. Компенсатор у нівелірі Стодолкевича

Горизонтальний промінь А1, що проходить через ОБ-1 і промінь, що проходить через ОБ-2, перпендикулярні до радіуса ампули r.

Конструкція також має додаткове дзеркало 1 і обєктив Об₂. При нахилі приладу на кут ₁ бульбашка рівня також змінить своє положення на кут . Зображення середини бульбашки за допомогою дзеркала та обєктива Об₂ змінить своє положення в фокальній площині (площині сітки ниток) на величину l₁. Ця величина з величиною зміни положення бульбашки l звязана відношенням (1), де Г – кратність обєктива Об₂. З (1) маємо (2). Одночасно з малюнка можна записати (3), (4). Підставимо (3), (4) в (2), отримаємо (5).

Конструктивно легко підібрати, щоб значення фокусної відстані f дорівнювало б добутку радіуса кривизни r на збільшення обєктива Об₂, тобто f=rГ^х (6). Тоді ₁=. Це значить, що при нахилі нівеліра на кут ₁ бульбашка відхиляється на той самий кут (позначений ). Лінія індекса бульбашки передається в поле зору нівеліра (розглядається через окуляр і є індексом для зняття відліку по рейці). Така ідея реалізована і в нівелірі НС-3.

Рис.8.3. Врахування лінії індекса

При нахилі зорової труби на кут 1 бульбашка рівня зійде з нуль-пункта на віддаль l, що відповідає цьому куту. L1=Г^хl, де Г^х – збільшення ОБ-2. Але l1=f`*1 , а l=r*1

26. Принцип дії рідинних компенсаторів. Види демпферування.

Рідинні компенсатори конструюють так, що рідина дає оптимальний клинок з перемінним значенням заломлюючого кута, який змінюється в залежності від нахилу приладу. Для розрахунків компенсатора можна прийняти формулу, яка випливає з малюнка:

(8.8), де n – показник заломлення оптичного клинка.

Рис.8.4. Геометрична схема дії рідинного компенсатора

Такий принцип реалізується в багатьох конструкціях нівелірів, де застосовують декілька рідинних компенсаторів, розташованих по вертикалі. Компенсатори застосовують як в нівелірах так і в приладах вертикального проектування.

Демпферування – це процес стабілізації.

В компенсаторах маятникового типу застосовують повітряний демпфер, що виконаний у вигляді циліндра з вільно переміщуваним в середині його поршнем. Зазор між поршнем і циліндром дуже малий.

Використовують і магнітні демпфери, де коливання маятників гасять за допомогою вихрових струмів, що виникають в результаті індукції.

В рідинних компенсаторах гасіння коливань проходить тільки за рахунок вязкості рідини.