что такое нивелир и как им пользоваться
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:
Как пользоваться нивелиром: устройство, его виды и инструкция
Одним из основных инструментов строителей, топографов и работников дорожных хозяйств является нивелир. Вместе с рейкой красно-бело-черной раскраски они составляют универсальный комплект. В данной статье мы рассмотрим вопрос, как пользоваться нивелиром.
Устройство нивелира и область применения
Роль нивелира – получение данных об уровнях точек и нанесение уровней. Это обеспечивается получением ровной линии, связывающей наблюдателя и цель. Определение уклона дает понять, как ровно располагается объект.
Производится это в основном с помощью пузырька воздуха и визуального наблюдения. Устройство прибора представляет собой конструкцию для замера высот оптическ им способом — для прямого просмотра или создания меток.
Основной блок состоит из трубы с линзами, лимбами и винтами для фокусировки. Блок устанавливается на компенсатор (элемент, вбирающий в себя мелкие колебания).
Примеры таких работ:
Виды нивелиров
Приборы подразделяются по 2 основным характеристикам: точность работы и конструктивное устройство.
По точности бывают устройства технического, точного и особо точного класса. Технические дают погрешность около 1 см на дальности 1 км — достаточную для бытовых работ. Более точные способны обеспечить до 0,2 мм/км.
Конструкций нивелира много:
Также применяются эхолот, барометр, локаторы и прочие приборы. Нивелир остается лучшим с точки зрения сочетания практичности и точности.
Оптический оптико — механический
Конструкция типа применяется чаще всего. Основные узлы: оптико-механический блок, опорная подставка и выносная планка.
Оптический оптико — механический
Блок представляет собой оптическую трубку, оснащенную системой линз. Они вращаются в пространстве и позволяют получить увеличение до 20 раз. Резкость наводится маховиком. Дополняют трубку коллиматор, зеркальца, винты юстировки, уровень и лимбы. Вид, получаемый через объектив и линзы, проходит через визирную сетку.
Опорой для трубки является трехножная конструкция, регулируемая под фактические неровности грунта или поверхности.
Рейка представляет собой деревянную или пластиковую планку, на которую нанесена система отметок. Планку относит от трубки помощник, а геодезист ориентируется на нее.
Настройка нивелира (фиксирование вида и его выравнивание, правка положения трубки ) выполняется винтами в 3 плоскостях. Выдаваемые показания – в мм/км.
Лазерный
Конструкция строится вокруг светодиодного излучателя. Его свет создает проекцию на рассматриваемой плоскости – вертикальную или горизонтальную. Различают ротационные и линейные модели. Они способны проецировать световое излучение до 100 и более метров.
В первой свет проходит ряд линз. Он сводится в прямую при вращении его источника вокруг своей вертикальной оси.
Во втором свет проходит сквозь призмы, создающие пару перпендикулярных лучей. Это производится рассеиванием луча на угол до 120 градусов.
Цифровой
Конструкция представляет собой электронное устройство считывающего типа. В едином корпусе размещается оптическая и анализирующая часть. Результат основывается на виде контрольной рейки. Метки на ней могут отличаться от обозначений на оптическом аналоге.
Работа с нивелиром цифров ым заключается в ее установке, нацеливании на рейку и нажатии кнопок. Блок управления прост – порядка 5-7 кнопок и экран для обмена данными с устройством. Спустя 3-5 секунд прибор выдаст показания.
Результаты могут сводиться в журнал, сохраняемый на карту памяти. По кабелю данные скачиваются на персональный компьютер. Питание электроники производится от батареек или небольшого аккумулятора.
Как работать с оптическим нивелиром
Порядок работы с конкретным устройством точно и просто описывается в комплектной инструкции. Суть работы не представляет особой сложности.
Важно держать максимальную четкость изображения, потому как погрешность в этом случае будет минимальной.
Как пользоваться лазерным нивелиром
Принцип работы не сильно отличается от действий с оптическим вариантом. Главное отличие – проверка уровня зарядки. Питается нивелир от встроенных сменных источников питания. Оптимален вариант с выносным зарядным устройством: зарядку можно производить одновременно с работой.
Технический момент: важно следовать требованиям по дальности до объекта. При слишком удаленном объекте для замеров точность лазерного нивелира снижается.
Как пользоваться цифровым нивелиром
Нивелир цифрового типа имеет отличия от остальных конструкций только в отношении управления.
Как пользоваться цифровым нивелиром
Устройство имеет полноценную панель управления, карту памяти и ряд функций. В остальном он очень похож на обычный нивелир:
Все возможности аппарата прописаны в сопроводительной документации. Рекомендуется следовать изложенному, а после длительной перевозки или хранения – выполнять перенастройку. Обращение с ним требуется бережное.
Как правильно выставить нивелир
Выставление нивелира является базовой процедурой приведения его в действие. Ее в ажность – в минимизации погрешностей при замерах и создании устойчивого положения. При небольшом сдвиге при работе придется тратить время на повторную установку прибора и переделывание замеров. При падении есть риск повреждения прибора.
Поверхность твердая или скользкая требует применения деревянного или металлического основания. Ножки крепятся к пластине — сама их форма у большинства моделей рассчитана для этого. Пластину после установки агрегата на требуемое место оптимально прижать небольшим тяжелым предметом.
Как правильно выставить нивелир
Визирную ось важно строго выдержать в горизонтальной плоскости – это обеспечит минимум погрешностей. Регулирование штатными винтами или иными юстировочными приспособлениями имеет ограниченный интервал.
Как пользоваться нивелиром и рейкой
Нивелир – только часть комплекта для замеров уровня. Дополняет его специальная рейка – из дерева, алюминиевого сплава или пластика. Выглядит так, что ошибиться невозможно: шест прямоугольного сечения с нанесенными отметками, буквами и цифрами красного и черного цветов.
Этот инструмент предназначается для работы в качестве «линейки». После установки на обследуемую точку определенные его уровни высоты служат для обеспечения точности промера. Из этого соображения и нанесены отметки: сегменты размером 10 см, разбитые на участки белого и черного цветов по 1 см каждый. С обратной стороны имеются деления в 1 мм – для увеличения точности. Закрепление высоты производится бегунком – элементом, перемещающимся по рейке.
Как пользоваться нивелиром при строительстве фундамента
Применение прибора для создания выверенного основания здания заключается в обеспечении горизонтального положения будущего основания. При строительстве на склонах или просто неровном грунте ошибка в уровне имеет цену сползания всего здания или растрескивания стен.
П равильный п орядок работы такой:
Дальнейшая работа заключается в получении одинаковой глубины от проставленных отметок по всему периметру фундамента.
Как пользоваться нивелиром при строительстве
Широко этот инструмент применяется для возведения сооружений и их внутренней отделки. Как правильно пользоваться механизмом, возникает вопрос только у начинающих работников – геодезисты разбираются в работе любых моделей.
Так, на стройке нивелир необходим при строительстве стен и крыши зданий, прокладке коммуникаций и обустройстве мостовых и прочих инженерных сооружений. Фундаменты на песчаных или глинистых почвах, отдельно стоящие здания (составляющие часть архитектурного ансамбля) важно изначально строить в горизонтали. Тут применяются классические модели с рейками.
Как пользоваться нивелиром при строительстве
Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками
На рынке есть штативы с плоской или сферической головкой. Последний позволяет быстро выравнивать прибор без необходимости точной регулировки ножек штатива. Опытные пользователи на шаровой головке могут выровнять инструмент, не используя регулировочные винты в трегере.
Нивелирная рейка, наиболее популярными на данный момент являются алюминиевые телескопические рейки. Деревянные рейки время от времени используются в строительных и геодезических изысканиях. Алюминиевые рейки различаются по длине (от 3 до 7 м) и, следовательно, по количеству сегментов. Сегменты основаны на принципе телескопа. Сложенный участок имеет длину чуть более 1 м и его легко транспортировать. Алюминиевые рейки имеют геодезическое шкалу типа «Е» с одной стороны и стандартное миллиметровое деление с другой.
Важно, чтобы рейка была снабжен коробкой уровнем для установки. Часто многих пользователи не используют уровень и устанавливают рейку вертикально «на глаз». Однако что неправильная установка рейки очень сильно влияет на конечную точность нивелирования.
После установки нивелира на штатив и его выравнивания, помощник вертикально устанавливает рейку (ему поможет уровень, прикрепленный к ней) в точке A. Наблюдатель осуществляет точное прицеливания с помощью винта горизонтального круга и фокусирует изображения с помощью фокусирующего винта и в окуляре выполняет чтение отметки O1.
Для чего горизонтальный круг с отметками на оптическом нивелире?
Горизонтальный лимб используется для расчета угла поворота прибора при измерении. Лимб используется при нивелировании полярным методом, но стоит отметить что точность отсчетов невысокая. Горизонтальный лимб с делением на 360 и 400? В чем разница?
В 90% случаев при покупке нивелира пользователи не обращаются внимание на горизонтальный лимб. Им он не пригодится или используют в единичных случая как вспомогательный инструмент.
• грады имеют десятичное деление, естественное для калькуляторов и компьютеров
• расчеты выполняются быстро, даже в памяти, без необходимости какого-либо преобразования или преобразования
• использование града исключает риск ошибок вычислений из-за разделения шага на 60 минут (секунд) и 3600 градусов (секунд).
В рамках полевого выпрямления мы проверяем три геометрических условия, которым должен соответствовать выравниватель:
• Основная плоскость пузырька круглого уровня pg должна быть перпендикулярна главной оси vv выравнивающего устройства.
• Горизонтальная линия прицельной сетки должна быть перпендикулярна главной оси vv.
• Визирная ось cc должна быть горизонтальной в диапазоне действия компенсатора.
Перед началом юстировки проверьте работоспособность механических компонентов нивелира. Внимательно посмотрите на винты трегера, горизонтальные винты, фокусирующий винт и окуляр, оцените их на предмет плавной работы и наличия нестандартных зазоров. Стоит несколько раз повернуть инструмент, установленный на штативе и убедиться, что механизм главной оси механизма не поврежден. Только если все механические компоненты нивелира находятся в рабочем состоянии, вы можете приступить к проверке устройства.
Этап 1: Поверка круглого уровня
Отклонение пузырька на половину ошибки устраняется поворотом винтов трегера в противоположном направлении. Вторая половина той же ошибки устраняется с помощью регулировочных винтов уровня. Проверяем правильность исправления поворотом на 180 градусов. При необходимости повторяем корректирующие действия.
Этап 2: Проверка вертикальности сетки нитей
Контроль можно проводить двумя способами
1. Сфокусировавшись нивелиром на отвес легко можно определить вертикальность сетки нитей. Совпадает ли она с вертикальной линией отвеса или нет. При необходимости выполняется регулировка винтами по отвесу как по эталону.
Этап 3: Проверка работоспособности компенсатора
Если компенсатор функционирует, второй тест этого параметра состоит в проверке диапазона действия.
Этап 4: Поверка горизонтальности визирной оси
Проверка и исправление горизонтальной установки оси в области действия компенсатора. Проверка и исправление горизонтального выравнивания визирной оси является наиболее трудоемким этапом. Также необходимо иметь две нивелирных рейки и установить их друг от друга и вертикально на расстоянии не менее 30 метров. Поставить прибор посередине между рейками и вычислить превышение между точками.
Возьмем для примера:
отчет по рейке A = 1.787м,
отчет по рейке B = 1.632м,
превышение (Δh) в этом случае будет: Δh = А–B = 0.155м. с Переставить штатив с прибором ближе к точке А и, взяв отчет по этой же рейке (для примера 1.509м), вычислить теоретический отчет по рейке B (отчет по рейке А – Δh). В нашем примере теоретический отчет по рейке В = 1.509м – 0.155м = 1.354м.
Взяв отчет по рейке В сравнить его с теоретическим. Если разность между отчетами превышает 1-3 мм, необходимо выполнить настройку. Отверните защитную крышку окуляра (или откройте заглушку в нивелирах Sokkia) и с помощью юстировочной шпильки / отвертки / шестигранника из комплекта прибора поворачивайте винт до тех пор, пока отчет по средней горизонтальной нити не станет равен теоретическому (1.354м). После чего необходимо повторить поверку.
Свяжитесь с нами, если у Вас есть вопросы по обслуживанию или приобретению оптического нивелира:
Как работать нивелиром
Устройство нивелира
Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.
Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:
У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.
С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.
Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.
При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).
Дополнительные приспособления и инвентарь
Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.
Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.
Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.
Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.
Вспомогательные приспособления к нивелиру
Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.
Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.
Принцип действия нивелира. Установка прибора
Принцип работы нивелира предельно прост: оптическая ось прибора располагается строго горизонтально и не отклоняется при вращении прибора, постоянно находясь в одной горизонтальной плоскости.
Рассмотрим более подробно, как это качество можно использовать на практике.
Работу начинаем с установки прибора. Раздвигаем, и устанавливаем штатив. При работе на мягкой почве вдавливаем в нее острия, которыми заканчиваются «ноги» штатива.
Регулируя длину «ног», выставляем штатив на удобную для работы высоту, стараясь, чтобы его верхняя площадка, куда ставится нивелир, располагалась горизонтально.
Извлекаем из защитного футляра нивелир и устанавливаем его на штатив, закрепляя винтом штатива.
Теперь необходимо выставить нивелир так, чтобы его оптическая ось расположилась строго горизонтально. Для этого инструмент снабжен круглым пузырьковым уровнем, расположенным на станине. Вращая верньеры на ножках прибора, выставляем воздушный пузырек строго в центр уровня (см. рис.1).
Теперь, как бы мы не вращали трубу прибора, оптическая ось будет располагаться горизонтально.
Работа с нивелиром на стройке
Определение превышения точек
Как устанавливать инструмент мы разобрались, теперь рассмотрим, как определять с помощью нивелира разность высот двух и более точек. Для этого нам понадобится рейка и помощник, который будет рейку держать и переносить туда, куда нужно.
Выбираем первую точку измерения (обозначим ее «а»), на которую помощник ставит рейку по возможности вертикально. Вертикальность можно корректировать по вертикальной риске визирной сетки, подавая соответствующие сигналы помощнику.
Наводим прибор на рейку, сначала приблизительно, пользуясь «прицелом» сверху трубы. Смотрим в окуляр и, вращая маховик, добиваемся четкой видимости рейки.
Снимаем показания. Для этого смотрим, между какими значениями рейки оказалась горизонтальная линия визирной сетки, добавляем к нижнему значению количество сантиметровых делений между линией значения и линией визира прибора (или, если это удобнее, вычитаем из верхнего значения).
К примеру, риска легла чуть больше чем на три деления выше цифры 15. Нужно записать в блокноте значение 153, округляя до сантиметра в большую или меньшую сторону.
Даем команду помощнику перенести рейку на следующую точку («б») и снова выполняем замеры. Допустим, на рейке мы увидели значение «18» а наша риска чуть-чуть не добралась до «буквы Е», которая соответствует пяти делениям (сантиметрам). Значение высоты будет равно 185. Записываем его.
Поскольку горизонт нивелира неподвижен, а двигается рейка, то чем она ниже, тем больше значение мы увидим в объективе. Вычитаем: 185-153=32 Точка «б» ниже точки «а» на 32 сантиметра.
Определение превышения точек
Перенесение отметки
Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.
Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при → привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.
Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.