Теодолиттің горизонталь және вертикаль дөңгелектері
Анарбаева Диларам Рузиматовна
Кентау көпсалалы колледжі, ОҚО, Кентау қаласы арнай пән оқытушысы
Білімділік: Студенттерге теодолиттің горизонталь және вериткаль дөңгелектерінің анықтамасын, тағайындалуын, құрылымын түсіндіру және теориялық білімдерін іс жүзінде қолдануды қалыптастыруға үйрету;
Дамытушылық: Студенттердің ой-өрістерін, дүниетанымын өз ойларын еркін жеткізе білуге, өз бетінше салыстыру, қорытынды жасауға ой тұжырымдауға дағдыландыру, таным белсенділігін, геодезия туралы білімдерін арттыру;
Тәрбиелік: Болашақ құрылысшы мамандығының кәсіптік тәрбиесіне көңіл аудару, пәнге құштарлықтарын, сүйіспеншіліктерін арттыру, үнемділік пен ұқыптылыққа тәрбиелеу;
ОТҚ және көрнекі-дидиктакалық құралдар: схемалар, сызбалар, видеоролик, проектор, теодолит аспабы, кесте.
Оқыту тәсілі: түсіндіруші – иллюстрациялық әдіс, әңгімелесу, үштілдік әдіс, жаттығуларды орындау.
Пәнаралық байланыс: физика, математика, география
Әдебиеттер тізімі: Нұрпейісова М.Б., Қалдыбеков Т., Радионов В.И., Мейірбеков Е.Д., Құлтаев М.С., Алдияров Ж.Ә., Колчин В.П..
Негізгі: Нұрпейісова М.Б. «Геодезия»
Сабақтың барысы мен мазмұны:
1. Ұйымдастыру кезеңі 3-5 мин. (сәлемдесу, түгелдеу, студенттердің зейінін сабаққа аудару): Топты 2 –ге бөлу, команда бригадирын таңдау.
2. Сабақтың мақсатын хабарлау: Теодолиттің горизонталь және вериткаль дөңгелектері. Білім алушыларға горизонталь және вериткаль бұрыштарды өлшеудің қағидаты мен теодолиттердің жіктелуі туралы жаңа ақпаратты еңгізу.
3. Үй тапсырмасын тексеру 15 мин.
Екі топтың бригадирі жұмбақталған сұрақтарды алып бригадасына талқылауға барады.
1. Теодолиттердің тарихы
Алғашқы бұрыш өлшегіш құралының пайда болуы ежелгі ғалым Герон Александрийскийдің атымен тығыз байланысты Б.з. І ғас.10-75 жылдары Егепитте өмір сүрген ғалым “О деоптре” атты жұмысында әр түрлі геодезиялық өлшемдерді жүргізуге арналған әдістері мен құралдары туралы жазылған. Бұрыштарды өлшеу құралдарын Герон- диоптр деп атаған. Григориус Рейш теодолит құрылғысы туралы Страсбургте 1512 жылы шығарылған “Margarita Philosophica” кітабының анықтамасында жазған. Сол жылы Ринеландада топогроф-картогроф Мартин Валдсемюллердің басылып шыққан шығармасында теодолиттің сипаттамасы бар. Ғалым бұл құрылғыны – полиметр деп атаған.
1571 жылы Леонардо Диггес жазған “Pantometria“ атты жер өлшеу анықтамасында “Теодолит” немесе “Теодолитус” сөзі алғаш рет қолданылған.
1576 жылы Германияда Джошуа Хабермель құрастырған құрал қазіргі теодолит құрылысына ұқсаған. Ол компас пен треногамен біріктірілген еді. Көлденең бұрыштарды өлшеу үшін алидада қолданылған. Уақыт өте қарапайым алидада дүрбімен алмастырылған. Алғашқы рет Джонотан Сиссон 1725 жылы алмастырған.
Геодезиялық және картографиялық аспаптар мен құралдарда көру дүрбісі (1608), микроскоп (1609), верньер (1631), деңгейлеуіш (1660) және жіптік тор (1670) тәрізді тетіктер қолданыла бастады. Осы тетіктерді біріктіру нәтижесінде 1783 ж. Джесси Рамсден тұңғыш рет теодолит аспабын жасады.
2. Көлденең бұрыш – жазықтықтағы бұрышты көлденең бұрышқа ортональды проекциясы
Горизонталь және вертикаль бұрыштарды өлшеу геодезиямен ең жиі жүргізілетін жұмыстарға жатады. Бұрыштарды өлшейтін негізгі аспапты теодолит деп атайды. 16-суретте А,В нүктелері жер бетінде әртүрлі биіктікте орналасқан. Олардың горизонталь жазықтықтарының проекциялары а және b. Кеңістіктегі АОВ горизонталь бұрышты өлшеу дегеніміз сол бұрыш қабырғалары ОА және ОВ проекцияларының (оа және оb) арасындағы β бұрышын өлшеу болып табылады. Демек, аоb бұрышы АОВ бұрышының жазық проекциясы. Горизонталь аоb бұрышын К′ горизонталь дөңгелегі бойынша өлшеуге болады. К′ дөңгелегі градустық шкалаларға бөлінген, ал центрі Р1 және Р2 тік жазықтықтарының қиылысу сызығы арқылы -ОО′ өтеді. Дөңгелектің Р1 және Р2 жазықтықтармен қиылысу нүктелері а′ және b′ арқылы екі есеп алып, олардың айырмашылығын тапсақ, ол өлшенетін горизонталь бұрышқа, немесе аоb=β-ның мәніне тең болады.
1-Сурет. Бұрыш өлшеудің схемасы.
Демек, горизонталь бұрышты өлшейтін аспаптың негізгі лимб деп аталатын градустық және ұсақ бөліктері бар горизонталь дөңгелектен жылжымалы визирлік вертикаль жазықтықтан тұрады. Егер дөңгелектегі бөлшек цифрлары сағат тілінің айналу бағытымен белгіленсе, β бұрышы лимбпен алынған екі есептің (а′ және b′) айырмасына тең болады, яғни β= а′- b′.
Вертикаль бұрыштарды сызықтардың горизонталь проекцияларынан жердегі сызықтардың бағыттарына дейін есептегендегі бұрыштар υ1 және υ2көлбеу бұрыштары болып табылады. Вертикаль бұрыштарды градустық шкалаларға бөлінген вертикаль дөңгелек арқылы өлшеуге болады. Бір аспаппен горизонталь вертикаль бұрыштарды өлшеу үшін онда екі жазықтық (дөңгелек) бар.
3. Теодолиттердің негізгі осьтері мен бөлшектері
Теодолиттің құрылысы және оның түрлері: теодолит мынадай осьтерден тұрады (1-сурет).
ZZ’ – теодолиттің вертикаль айналу осі; ТТ ‘ – көру дүрбісінің айналу осі; VV’ – цилиндрлік деңгейдің осі; VV’ – көру дүрбісінің нысаналау (визирлік) осі;
Көтергіш үш винттердің (1) көмегімен цилиндрлік деңгей (6) нөл пунктке қою арқылы теодолиттің айналу осі ZZ’ тік бағытқа келтіріледі. Үш көтергіш винттер (2) тұғырығына орнатылған. Теодолиттік негізгі жұмыстың бөлігі 0-ден 360-қа дейін бөлінген шыныдан жасалған дөңгелек шеңбер–лимб (3) және дүрбімен бірге аййналатын алидада деп аталатын тетіктер.
Көру дүрбісі (8) айналу осіне ТТ ‘ екі тұғырық (5) арқылы ұстатылады. Лимб (10) пен алидаданың (11), дүрбінің бекіткіш (11) және жетекші винттері болады.
4. Теодолиттің шартты белгілеріне қарай: Т15МКП
Теодолиттің шартты белгілеріндегі Т әрпі «теодолит» деген аспап атын білдірсе, сол әріптен кейінгі цифр горизонталь бұрышты өлшейтін секундтық орташа квадраттың қателігін білдіреді, мысалы T5 теодолиті үшін mβ=5”, T30м үшін mβ=5”, ал М-деген әріп маркшейдерлік жұмыстарға арналғандығын көрсетеді. Кейінгі кезде теодолиттер жаңартылып, 2T2, 2T5, 2T30 тектес болып шығарылуда.
Есеп алу тетіктерінің түріне байланысты теодолиттер тағы үш топқа бөлінеді:
1) Бағалау микроскобы;
2) Шкалалы микроскоп;
3) Оптикалық микрометрлер;
Горизонталь дөңгелектің вертикаль осьтері конструкциясына байланысты қайталанатын және қайталанбайтын теодолиттер болып бөлінеді. Қайталанатын теодолиттер лимб пен алидада жеке айналады, әрқайсысының қысып қоятын және жетекші бұрандалары болады. Оларға T30, 2T30 теодолиттері жатады. Ал қайталанбайтындарға 2T30М, 2T5, 2T2, т.б. жатады, оларды лимб арнайы құрылғы арқылы керекті жағына бұрылады.
1. Теодолиттің түрлері
Бұрышты өлшеген уақытта, теодолит штативке орнатылады. 2-суретте (теодолиттің өзін студенттерге көрсету) геодезиялық және маркшейдерлік жұмыстарда кеңінен қолданылып жүрген 2T30 теодолиттің сыртқы бейнесі көрсетілген.
Горизонталь бұрыштарды өлшеу дәлдігіне қарай теодолиттер 3 топқа бөлінеді:
1. Техникалық T15K, 2T30, 2T30M теодолиттік және тахеометриялық жүрістер мен түсірістерде, сондай-ақ жер бетіндегі және жерасты қазбаларындағы маршейдерлік жұмыстарды атқару кезінде бұрыштарды өлшеуге арналған.
2. Дәл теодолиттер 2T2-3 және 4 кластық триангуляция мен полигонометриядағы бұрыштарды өлшеуге арналған, ал 2T5K–триангуляциялық жүйелер мен 1 және 2 разрядтық полигонометриялық, сонымен қатар, жер беті маркшейдерлік жұмыстарда бұрыштарды өлшеуге арналған.
3. Жоғарғы дәлдікті электронды теодолиттер және тахеометрлер Ta2M мен полигонометриядағы бұрыштарды өлшеуге арналған.
1. Негізгі бөлшектері мен олардың қызметі
Көлденең және тік шеңбер – көлденең және тік бұрыштарды өлшеу үшін. Құрылымы: лимб – 0˚тан 360˚-қа дейінгі бөліктері бар шеңбер, алидада –есеп алу құрылғыларының элементтері орналасқан аспап бөлігі.
Дүрбі – нысананы нысаналау және көлденең шеңбердің жазықтығына өлшенетін бұрыш жақтарын жобалау үшін.
Цилиндрлік деңгей – аспап осьтерін тіктеуіш жағдайына келтіру және жұмыс барысында осы жағдайдың қалыпты болуын бақылау үшін
Тіктеуіш – жіп немесе оптикалық құрылғы арқылы бұрыш шынын аспабпен центрлеу
Жетекші винттер – бекіткіш винттермен қатар жұмыс жасайды және нысанаға дәл келтіру қызметін атқарады.
Юстировкалау винттері – аспаптың қателіктерін түзету үшін (цилиндрлік деңгей мен дүрбіні)
Есеп алу құрылғысы – шкалалы микроскоп
Кремальера – дүрбіні фокустау үшін
Стан винтті – теодолитті штатив устеліне бекіту үшін
Тұғырық- үш көтергіш винттері бар тұғыр.
Үй тапсырмасын бекіту мақсатында ойын: (5 мин)
«Ойлан, іздеп, тап» – «Think, look, find» – «Думай, ищи, найди»
Құрылғылардың бір бөліктері бойынша заттың толық атауын үш тілде айту.
4. Жаңа сабақтың тақырыбы мен оқушылар алдында тұрған мәселелерді хабарлау
Сабақтың жүргізу барысы. 50-55 мин
Теодолиттің горизонталь дөңгелегі арқылы горизонталь бұрыштар өлшенеді және ол лимб пен алидададан тұрады.
Лимб бұрыш өлшегіш шыныдан жасалған шеңбер және ол градусты шкалаларға бөлінген. Техникалық теодолит штрихтары 5′, 10′, 20′, 30′ және 1° сайын бөлініп, цифрлары әр градус сайын сағат тілінің бағытына сәйкес жазылған. Лимбтың жақын екі штрихтарына сәйкес доғасының шамасын лимб бөліктерінің дәлдігі (бағасы) дейді.
Осы күні теодолиттерде алидаданың қызметін арнайы есеп алу жүйелері атқарады. Алидада өз осінің айналасында лимб қозғалмай тұрған кезде, теодолиттің жоғарғы жағымен (дүрбімен) бірге айналса, онда горизонталь дөңгелектегі есеп өзгереді. Егер алидада өз осінде лимбпен бірге айналса (алидаданың бекіткіш винті жабық, ал лимбті ашық), онда горизонталь дөңгелектегі есеп өзгермейді.
Лимбті шаң-тозаң, ылғалдан сақтау және сынып қалмауы үшін сыртын каптап қояды.
Теодолиттің вертикаль дөңгелегі лимб пен алидададан тұрады. Вертикаль дөңгелектің лимбісі айналу осіне бекітілген және онымен бірге айналады. Лимбтің нөлдік диаметрі визірлік (көздеу) осіне параллель болып келген. Вертикаль дөңгелектің алидадасында цилиндрлік деңгей орнатылған.
Теодолиттен есеп алу дегеніміз -лимбтің нөлдік штрихы мен есептеу индексі арасындағы доғаның мәнін анықтау. Есеп индекстері микроскоп ішіндегі шыны пластинкаларға сызылған.
Жалпы геодезияда, солардың ішіндегі тек техникалық теодолиттерде кездесетін екі түрі – бағалау микроскобы мен шкалалы микроскоптар оқып үйретіледі.
2-суретте Т30 және 2Т30 теодолит микроскоптарының көз жетерлері көрсетілген. Т30 теодолитінде есеп бір индекс штрих арқылы бағаланып алынады. Бұлай есептеу әдісі негұрлым қарапайым және мейлінше кіші аралыктың ондық үлестерін бағалауға мүмкіндік береді.
Микроскоптың көз жетерінде (2, а-сурет) вертикаль (үстінде В әрпі-мен) және горизонталь (астында Г әрпімен) дөңгелектердің кескіндері көрініп тұрады. Екі дөңгелектің де бағалау бөліктері 10′-қа тең. Есептеулерді қозғалмайтын индекс аркылы бөліктердің ондық үлесін көзбен бағалау арқылы жүргізеді. 2, а-суретте вертикаль дөңгелектегі есеп 358°48′-қа, ал горизонталь дөңгелектегі есептеу 70°05′-қа тең.
Қазіргі уақытта ТЗО теодолитті жаңа 2Т30 теодолитімен ауыстырылған, ол негізгі теодолиттен горизонталь және вертикаль дөңгелектер шкаласының бағалау бөлігі 5′-тік шкалалық микроскоптың қолданылуымен ерекшеленеді. Есептеулер бұл кезде шкала бөлігінің ондық үлесіне дейінгі дәлдікпен 0,5′-қа дейін жүргізіледі. 2, ә-суретте горизонталь дөңгелектегі есеп 134°28,5′-қа, ал вертикаль шкаласындағы есеп 07°47′-қа тең. Вертикаль дөңгелек шкаласының таңбалары “+” және “-” екі қатар цифрлары болады. Шкаланың таңбасы “+” лимб штрихы қиып өтсе, шкала жазулары солдан оңға өседі. Егер лимб штрихының таңбасы “-” болса, онда шкаланың төменгі жазулары оңнан солға қарай өсетін цифрлар қолданылады. Осылайша вертикаль дөңгелектей есеп “07°47’ тең болып тұр.
Жаңа сөздер
Вертикаль (тік) бұрыштар – вертикальные углы – vertical angles
Горизонталь бұрыштар – горизонтальные углы – horizontal angles
Градус – градус – degree
Минут – минута – minute
Секунд – секунда – second
Жаңа тақырыпты бекіту: видеоролик: (10 мин)
– 2Т30 теодолитті жұмыс жағдайына келтіру.
– Подготовка теодолита 2Т30 к работе
– Preparation of the theodolite 2T30 for work
«Горизонталь бурыштарды өлшеу журналын толтыру» жылдамдыққа есеп (10 мин)
5. Жаңа сабақты қорытындылау:
Екі бригадир теодолит аспабын жылдамдыққа жұмыс жағдайына келтіреді. «Мен жинай аламын» – «Я смогу собрать» – «I can collect»
1. Теодолиттің горизонталь дөңгелектері
2. Теодолиттің вериткаль дөңгелектері
3. Лимбтің қызметі
4. Алидада қызметі
6. Сабақтың қорытындысын шығарып, қысқаша түсінік бере отырып бағалау. 5 мин.
Жинаған ұпайларына байланысты бағалау
7. Үйге тапсырма беру 5 мин: Нұрпейісова М.Б. «Геодезия» 89-90 бет
Сабақтың аяқталуын хабарлау.