Máy thủy chuẩn, thủy bình dùng để làm gì?

MAY-VA-MIA-THUY-CHUAN_clip_image002

Máy thủy chuẩn, thủy bình dùng để làm gì?

Máy thủy chuẩn, thủy bình được ra đời nhằm phục vụ công tác đo cao hình học, ngoài ra máy có thể đo được khoảng cách và một số máy còn có thể đo được góc bằng với độ chính xác thấp nếu như có gắn bàn độ ngang.

Máy thủy chuẩn có thể được phân loại theo nguyên lý hoạt động của bộ phận cân bằng ở trong máy; nếu dùng tay cân bằng để đưa trục ngắm về nằm ngang ta có máy thủy chuẩn cơ, nếu máy có bộ phận tự động cân bằng trục ngắm nằm ngang ta có máy thủy chuẩn tự động. Các máy thủy chuẩn hiện đại có bộ cân bằng điện tử hoặc máy thủy chuẩn kỹ thuật số.

Máy thủy bình cũng có thể phân loại theo độ chính xác đo cao mà nó có thể đạt được, phân loại theo cách này ta có: máy thủy chuẩn có độ chính xác cao là những loại máy cho phép đo cap hạng I và hạng II với sai số trung phương mh = ±0,5mm/1km; loại máy có độ chính xác trung bình dùng để đo độ cao hạng III, hạng IV với mh = ±3mm/1km và máy thủy chuẩn kỹ thuật mh = ±10mm/1km dùng để tăng dày độ cao lưới khống chế cấp thấp.

Nguyên lý cấu tạo

Máy thủy chuẩn cấu tạo bởi ba bộ phận chính: bộ phận ngắm, bộ phận cân bằng và bộ phận cố định.

a. Bộ phận ngắm

Bộ phận ngắm máy thủy chuẩn được cấu tạo bởi nhiều bộ phận, nhưng quan trọng nhất là ống kính (hình 5.3). Nhìn chung ống kính máy thủy chuẩn có cấu tạo tương tự như ống kính máy kinh vĩ, tuy nhiên có ba điểm khác sau:

+ Độ phóng đại ống kính máy thủy chuẩn thường lớn hơn máy kinh vĩ.

+ Ống kính máy thủy chuẩn không có bàn độ đứng.

+ Trục ngắm ống kính máy thủy chuẩn luôn được đưa về phương nằm ngang.

Kính vật

Hệ điều quang

Màng dây chữ thập 4- Kính mắt

Ống thủy

Ốc cân đế máy 7- Vít nghiêng

CC’- trục ngắm ống kính LL’- trục ống thủy dài

VV’-trục quay của máy thủy chuẩn

MAY-VA-MIA-THUY-CHUAN_clip_image002

b- Bộ phận cân bằng

Tùy theo loại máy mà bộ phận cân bằng có thể là cân bằng thủ công nhờ vít nghiêng và ống thủy dài hoặc cân bằng tự động.

Bộ phận cân bằng của máy thủy chuẩn cơ: các máy thủy chuẩn cơ được cân bằng nhờ vít nghiêng và ống thủy dài. Cấu tạo máy thủy chuẩn cân bằng bằng vít nghiêng và ống thủy dài được mô tả ở hình 5.3. Có hai đặc điểm của loại máy này là:

+ Trục ngắm của ống kính CC’ không gắn cố định với trục đứng VV’, chính vì thế khi điều chỉnh vít nghiêng thì trục ngắm CC’ của ống kính có thể quay được những góc nhỏ trong mặt phẳng thẳng đứng chứa trục CC’.

+ Ống thủy dài có trục LL’ được gắn cố định và song song với trục ngắm CC’ của ống kính.

Khi cân bằng máy thủy chuẩn loại này, trước tiên người ta cân bằng sơ bộ bằng ống thủy tròn, sau đó cân bằng chính xác máy bằng cách điều chỉnh vít nghiêng để đưa bọt nước ống thủy dài vào giữa thì trục ngắm sẽ nằm ngang.

Bộ phận cân bằng của máy thủy chuẩn tự động: nguyên lý chung của hệ cân bằng tự động là tính tự cân bằng của con lắc khi treo khi nó ở trạng thái tự do.

Hình 5.4a là trường hợp ống kính nằm ngang, số đọc o1 ở trên mia (1) sẽ qua quang tâm kính vật (2) cho ảnh trùng với tâm màng dây chữ thập O. Ở hình 5.4b là trường hợp ống kính bị nghiêng một góc nhỏ ε , khi đó số đọc o1 được tạo ảnh tại o’ còn tâm O màng dây chữ thập sẽ trùng với số đọc o2 trên mia. Điều đó có nghĩa tâm màng dây chữ thập đã dịch chuyển khỏi trục nằm ngang một đoạn oo’. Nhiệm vụ của bộ cân bằng tự động là làm cho O trùng với o’. Từ hình 5.4.b ta có:

oo’ = f.tgε = s.tgβ vì ε và β nhỏ nên f.ε = s.β (5.4)

Như vậy, để o trùng với o’ thì tâm màng dây chữ thập phải dịch chuyển một lượng fv.ε và mối quan hệ giữa các đại lượng nên f, ε , s, β phải được xác định bởi hệ số cân bằng k: các máy thủy chuẩn tự động có k từ 0,4 đến 6

MAY-VA-MIA-THUY-CHUAN_clip_image006

Hình 5.4d mô tả bộ cân bằng tự động nhờ con lắc lăng kính tiêu biểu. Hệ này gồm một lăng kính tam giác (1) treo bằng sợi dây kim loại mảnh (2) đóng vai trò con lắc; còn hai lăng kính tứ giác (3), (4) được gắn cố định. Vị trí các lăng kính thỏa mãn mối tương quan (5.5) và có k = 6. Các loại máy dùng bộ cân bằng này là: Koni007, Koni004, Ni025, Ni B5…

Share this post