Теодолит

Теодолит (|theodolite, |theodolitus) – геодетски мерен инструмент за мерење на водорамни агли или водорамни и вертикални агли. Негови главни делови се водорамен и вертикален круг со скали, дурбин и дополнителен уред за отчитување на агли и поставување во водорамна положба. Дурбинот може да се врти околу водорамната оска, а заедно со куќиштето и околу вертикалната оска. Врз основа на градбата и начинот на отчитување, теодолитите се делат на механички (со одвоени лупи или микроскопи за отчитување на спротивните места на кругот и механички микрометри), оптички и електронски. Спрема додатоците, конструкцијата и намената, теодолитот може да биде компасен, далечиномерски, жиротеодолит, репетиторски, астрономски. Постојат различни додатоци на теодолитот кои овозможуваат негова широка употреба. На пример, окуларна призма, објективен клин, пентагонална призма, зенитен окулар, прибор на окуларот, оптички микрометар (пред објективот), предлеќа, зенитен висок, мерни санки, ласерски и автоколимациски окулар, компас, жироскоп.
Во метеорологијата се употребува оптички теодолит со кој секоја минута се мерат аглите (азимут) и наклоните под кои се гледаат метеоролошките балони низ дурбинот при нивното дигање во атмосферата (т.н. пилот-балонско мерење на брзината и насоката на висинските ветрови), како и радиосондажен теодолит со кој автоматски се следи движењето на балонот со радиосонди во повисоките слоеви на атмосферата за добивање на податоци за температурата, влажноста, притисокот на воздухот во ветрот. Радиосондажниот теодолит прима радиосигнални со кои автоматски се управува вртењето на теодолитот и мерење на аглите.
Првиот теодолит е направен во Германија во 16 век.
1 Делови на теодолитот
Класичниот оптички теодолит се состои од два главни дела – алхидада (подвижниот дел на теодолитот) и статив (неподвижен дел на теодолитот) кој ја носи алхидадата.
1.1 Алхидада
Алхидадата ги содржи следниве делови:
*оптички (ласерски) висок
*подножна пложа со винтови за поставување во водорамна положба
*водорамен круг
*цевчеста и кружна либела
*репетициски уред
*вертикален круг
*дурбин со кончен крст
*винтови за фино поместување
*груб нишан
*микроскоп за отчитување (денес тоа е дисплеј)
Подножната плоча содржи 3 винта кои служат за поставување на инструментот во водорамна положба. Во плочата е вметнат „водорамен круг“ кој служи за отчитување на водорамни правци. Водорамниот круг е неподвижен стаклен диск со поделба во интервали од 1' или 1", зависно од прецизноста на инструментот. Поделбата на водорамната скала се отчитува со помош на оптички микроскоп. Денес се применува кодирана поделба кај електронските теодолити што му овозможува на сметачот отчитување на правци. Средиштето на водорамниот круг е дупнато и низ него поминува вертикалната оска. Водорамниот круг е поврзан со репетициски уред. Репетицискиот уред служи за издигнување на водорамниот круг и за негово вртење заедно со остатокот од алхидадата.
Кружната либела служи за грубо поставување на инструментот во водорамна положба. Грубото поставување во водорамна положба главно се врши со скратување и продолжување на ногарите на стативот. Цевчестата либела е поосетлива и овозможува фино поставување на инструментот во водорамна положба со помош на подножните винтови. Цевчестата либела се користи така што со помош на винтовите за поставување во водорамна положба, се сведе покажувањето на либелата во условно водорамна положба, инструментот во водорамна рамнина се врти за 180°, ако е потребно повторно прецизно се поставува во водорамна положба. Потоа инструментот се врти за 90° и прецизно се хоризонтира, па повторно за 180°, и дури тогаш инструментот е поставен во водорамна положба. После ова оптичкиот или ласерскиот висок е употреблив за фино центрирање на инструментот над мерната точка.
Конструкцијата на дурбинот (телескопот) е Кеплерова. Се состои од окулар со кончен крст и објектив. Дурбинот служи за прецизно визирање на правецот. На горниот дел на куќиштето на дурбинот се наоѓа грубиот нишан за приближно визирање. Кончениот крст на дурбинот може да биде така изведен да може да послужи како далечиномер. Сите постари теодолити без електроника и ласерски далечиномер задолжително имаат вертикален конец со два кратки конци кои го сечат вертикалниот конец и водорамниот конец. Отчитувањето во сантиметри од летвата (се чита колку сантиметри има меѓу двете кратки водорамни рамнини, тоа отчитување се множи со факторот K и некогаш заради нелинеарноста на оптиката k. Коефициентот на нелинеарност одамна е укинат со развојот на прецизната оптика) резултатот е оптичката оддалеченост на инструментот и мерната летва. Мерната летва мора да биде вертикална, па има кружна либела (ако теодолитот се употребува за мерење на водорамни далечини). Ако летвата отстапува од вертикалата на кој било начин, резултатот е поголема оддалеченост од стварната оптичка оддалеченост. Подоцнежните методи, ласерски далечиномер и други, се имуни на таквите грешки.
Оската околу која се врти дурбинот се поврзана со вертикалниот круг. Вертикалниот круг е истоветен со водорамниот круг, само е поставен вертикално и низ неговото средиште проаѓа водорамната оска. Вертикалниот круг, за разлика од водорамниот, е подвижен, а индексите за отчитување на аглите се неподвижни. Поделбата на се отчитува со помош на микроскоп, или во случај на кодирана поделба тоа го прави сметач.
Оптичкиот висок е минијатурен оптички телескоп кој овозможува прецизно центрирање на инструментот над точката на стојалиштето. Ако сакаме инструментот да биде добро центриран, оптичката оска на високот мора да се поклопува со вертикалната оска на инструментот. Денес наместо оптички висок се користи црвен ласер, меѓутоа сè уште постои можност за поставување на обичен висок за точно центрирање. Ласерскиот и претходно оптичкиот висок имаат огромна грешка ако алхидадата претходно не е точно водорамна (покажуваат дека инструментот е центриран точно над мерната точка, а всушност не е). Обичниот висок цело време ја покажува прилично точно мерната точка и кај инструмент кој е само грубо водорамен (во тој случај оптиката и ласерот многу грешат).
1.2 Статив
Стативот е дрвен или алуминиумски триножник кој служи за стабилизација на алхидадата над точката на стојалиштето. Ногарите на стативот може да се извлекуваат што овозможува поставување на алхидадата на саканата висина и грубо поставување во водорамна положба.
2 Тотална станица
Тоталната станица е компјутерски облик на електронски теодолит. Тоталните станици во себе имаат сметач, меморија и ласерски далечиномер. Тоталната станица овозможува поедноставно снимање на детали, исколчување како и побрзи и попрецизни изведување на работите. Ласерскиот далечиномер е најголемата предност на тоталните станици. Таквите далечиномери се состојат од предавател кој емитира електромагнетно зрачење во радио или инфрацрвениот спектар. Електронскиот далечиномер изискува рефлектор на крајот на мерената далечина кој ги рефлектира испратените електромагнетни бранови. Прецизноста на електронскиот далечиномер кај тоталните станици е 2 милиметри на 1 километар далечина која се мери.
3 Поврзано
* Нивелир
* Ротациски ласерски нивелир
* Тотална станица