Universitatea de stiinte agronomice si medicina veterinara

Facultate de imbunatatiri funciare si ingineria mediului

Specializarea:Masuratori terestre si cadastru

Proiect la Instrumente si metode de masurare

Grupa 9105:

Stefan Laura-Maria

Zapodeanu Adriana Georgiana

Aparatura utilizata la masurarea unghiurilor si distantelor

Elementele topografice, care se masoare efectiv in practica, pot fi grupate in 3 categorii distincete:

-unghiuri, respectiv cel orizontal α, definit de unghiul diedru al planelor verticale ce contin cele doua vize din spatiu,obtinut astfel direct in planul de proiectie si cel vertical, rezultat dintr-o singura viza, de inclinare Φij exprimat in raport cu orizontala sau zenital zij fata de verticala.Orientarea θij a unei drectii este tot un unghi orizontal,masurat in sens direct, definit pe directia nord considerata ca referinta si o viza;

-distanta intre doua puncte, ce se poate masura direct sau se obtine indirect, fie pe cale optica, fie prin unde, in functie de alte elemente cuantificate, rezultand lungimea inclinata sau redusa la orizont;

-diferenta de nivel

Masurarea unghiurilor

Instrumente pentru masurarea unghiurilor

Instrumentele cu ajutorul cărora se măsoară unghiurile orizontale si verticale poartă denumirea generală de „goniometre”, iar cele folosite în geodezie şi topografie se numesc teodolite şi tahimetre.

Goniometre pentru unghiuri fixe(echere topografice)

1.Echer arpentor(cu viza directa)

Se numeste echer topografic un instrument cu ajutorul caruia se pot construi direct pe teren unghiuri de 100ᵍ sau 50ᵍ.

Echerul cu viza directa,denumit si arpentor, este format dintr-un cilindru, o sfera, sau o prisma octogonala,goale pe dinauntru,in peretii carora sunt

practicate niste ferastruici continuate prin fante dispuse astfel incat planele de vizare sa formeze intre ele unghiuri de 50ᵍ.

Echer arpentor.

2.Echere cu oglinzi.

a.Echerul simplu cu oglinzi.Se compune din doua oglinzi plane care fac intre ele un unghi de 50ᵍ.Se bazeaza pe legile reflexiei si anume ca intr-un sistem de doua oglinzi care fac intre ele un unghi Φ, daca o raza de lumina cade pe una dintre oglinzi si este reflectata pe a doua, unghiul ϒ pe care il face raza incidenta cu cea reflectata este egala cu 2Φ

Oglinzile sunt montate pe un cadru metalic sau de lemn terminat cu un maner de care se poate atasa un fir cu plumb pentru materializarea verticalei.Unghiul dintre oglinzi se poate modifica cu ajutorul unor suruburi cu care oglinzile sunt fixate pe cadru.Acest cadru este prevazut cu ferestre prin care se popt observa imaginile in oglinzi.

Echerul simplu cu oglinzi

a-mersul razelor b-vedere generala.

b.Echerul dublu cu oglinzi.este alcatuit din doua perechi de oglinzi suprapuse si permite instalarea pe aliniamente definite de doua jaloane, precum si coborarea sau ridicarea de perpendicalare in orice puncte ale aliniamentelor pana la distanta de 40-50m.

Echerul dublu cu oglinzi:

a-mersul razelor; b-vedere generala

3.Echere cu prisme

a.Echerul simplu cu prisme.Aceste echere se construiesc din prisme triunghiulare (triunghi dreptunghic isoscel), sau din prisme pentagonale cu reflexie totala.

Echerul simplu u prisma triunghiulara

b.Echerul dublu cu prisme.Unele echere sunt construite cu doua prisme triunghiulare suprapuse.Fetelt ipotenuzelor triunghiului formeaza un unghi drept. Dintre echerele cu prisma pentagonala cele mai raspandite sunt cele cu doua prisme suprapuse,care se folosesc,deopotriva,atat pe asezarea pe aliniament cat si pentru trasarea unui unghi drept.Echerul dublu cu rpisme este format din doua prisme P₁ si P₂ si doua ferestruici de vedere libera F₁ si F₂.

Echerul cu prisme duble:

a-dispunerea prismelor pentagonale;b-modul de folosire a echerului dublu

Cele mai folosite echere cu prisme pentagonale sunt echerele Zeiss si Wild.Acestea sunt prevazute de obicei cu bastoane de centraj care marcheaza punctele.

Echerul Zeis

Echerul Wild

4.Echere speciale

Sunt echere mai putin raspandite,cu ajutorul carora se pot masura orice unghiuri.Este vorba de echere cu doua prisme suprapuse, dintre care una este fixa iar cealalta mobila, si echere alcatuite din doi cilindri goi in interior,cilindrul inferior ramanand fix,iar cilindrul al doilea se roteste in jurul axei sale.Pantometrul este alcatuit din doi cilindri goi in interior.

Echerul cu prisme suprapuse

Pantometrul

Teodolite (goniometre pentru unghiuri variabile)

Teodolitul este un aparat care se foloseşte numai la măsurarea valorilor unghiulare ale direcţiilor orizontale între două sau mai multe puncte din teren, precum şi a înclinării unghiulare a acestor direcţii cu precizie mare (2cc…10cc) şi foarte mare (0, 2cc…2cc).

Teodolitele sunt utilizate în lucrările de determinare a reţelelor geodezice de triangulaţie, de îndesire a acestor reţele, în trasarea pe teren a proiectelor şi la urmărirea comportării construcţiilor, adică în cadrul ridicărilor geodezice şi ale topografiei inginereşti.

Principalele tipuri de teodolite folosite în mod curent în ţara noastră sunt: Zeiss Theo 010 şi 010A; Wild T2,T3 şi T4; Kern DKM 3; Elta-Zeiss seria E.

Teodolit Zeiss Theo 010

Teodolit Wild T₂

Tahimetrul este un aparat care se foloseşte atât la măsurarea unghiurilor orizontale şi verticale, dar cu o precizie mai mică (20cc…1c), cât şi la măsurarea indirectă a distanţelor, pe cale optică. Tahimetrele fiind de o precizie mai mică sunt utilizate în cadrul lucrărilor topografice curente, în care, precizia pe care o asigură este suficientă.

Principalele tipuri de tahimetre, denumite uneori şi teodolite-tahimetre, folosite în ţara noastră sunt: Dahlta seria 010, 020; Zeiss Theo 030,020; 020A; 020B; 080; 080A; Wild T 1A; Wild T16; MOM T-D2; Freiberger, Meopta, Salmoyraghi; Zeiss Elta seria E; Rec Elta cu calculator şi înregistrare internă a datelor măsurate pe teren.

Tahimetru Zeiss Theo 030

După modul de citire al gradaţiilor pe cercurile orizontale şi verticale, teodolitele şi tahimetrele se grupează în două categorii:

a. Teodolite de construcţie clasică (de tip vechi), la care cercurile gradate sunt metalice, iar efectuarea citirilor se face cu ajutorul unor lupe sau microscoape

fixate în vecinătatea cercurilor;

Schema unui teodolit de construcţie clasică

b. Teodolite moderne (de tip nou), la care cercurile gradate sunt din sticlă, acoperite etanş, iar efectuarea citirilor se face printr-un sistem optic, centralizat în câmpul unui singur microscop, fixat pe lunetă.

c. Teodolite cu înregistrare fotografică a gradaţiilor unghiulare, din care, se exemplifică teodolitul Wild T3;

d. Teodolite-tahimetre, cu afişaj electronic, fără înregistrare internă a unghiurilor şi distanţelor: tahimetrul de rutină Zeiss-Elta 50; tahimetrul de precizie Zeiss-Elta 3;

e. Teodolite-tahimetre, cu afişaj electronic şi înregistrare automata internă a datelor, pe bandă magnetică, fiind denumite şi staţii totale de măsurare, din care se menţionează următoarele tipuri realizate de firma Zeiss- Oberkochen Rec Elta 5; Rec Elta 15; Rec Elta 13 C şi altele.

REC ELTA 13C

Cu toată diversitatea tipurilor constructive de teodolite şi tahimetre, se consideră că schema generală de construcţie şi principalele părţi componente sunt, în general, aceleaşi dar cu deosebiri esenţiale în ceea ce priveşte tehnologia de realizare şi caracteristicile constructive.

În acest sens, se menţionează utilizarea tipurilor de teodolite, în lucrările de triangulaţie, cu puterea de mărire a lunetei de 40x-60x, iar în lucrările topografice a tipurilor de teodolite şi tahimetre, cu puterea de mărire a lunetei de 25x-30x.

▪Masurarea indireca a distantelor

Pentru obtinerea pozitiei planimetrice a punctelor care determina suprafetele de teren este necesar cape teren sa se masoare doa elemente:unghiuri si distane.

Masurarea distantelor pe cale directa,cu aplicarea instrumentului de masura dea lungulaliniamentului acarui lungime se cauta prin masurarea directa este o oeratie greoaie si carenecesita timp si avand in acelelas timp numeroase surse de erori.

Pentru evitarea acestor greutati si incoveniente a fost concepute numeroase metode si aparate prin care distantele sa fie obtinute indirect,fara parcrgerea efectiva a lor.Princiiile care sta la baza masurarii indirecte a distantelor sunt diferite.

1.Masurarea stadimetrica a distantelor.

Meoda stadimetrica de masurare a distantelor se foloseste in mod uzual in ridicarile topografice de o precizie mai redusa.Ca instrumene se folosesc aparate,teodolite sau nivelmetre,prevazute cu fire stadimetrice si mire.

Aparate si instrumente folosite: la masurarea stadimetrica a distantelor se folosesc teodolite prevazute cu fire stadimetrice pe placa recticulara.Asemenea aparate sunt numite teodolite-tahimetru sau simlu tahimetre.

Concomitent cu teodoitele-tahimetru la masurarea stadimetrica a distantelor este necesara si mira topografica sastadia de pe care sa se preia H numarul generator.Mira topografica are lungimea de 2,3 si maiales 4 m avand trasate diviziuni centimetrice.Incepand cu anul 1958 diferitele tipuri de mire variate ca lungime si mod de inscriere a gradatiilor au fost inlocuite printr-un singur tip stabilit prin STAS 3618-58.

Mira topografica standardizata

2.Masurarea distantelor prin metoda paralactica.

La baza acestei metode sta masurarea unghiului paralactic, unghiul diedru format din vizarea unei mire tinute in pozitie orizontala.Prin proiectarea sa intr-un plan orizontal unghiul paralactic nu-si schimba marimea astfel incat ceea ce se obtine este chiar distanta orizontala.

Aparate si instrumente folosite:aplicarea metodei paralactice de masurareindirecta a distantelor necesita n teodoli cu precizia 1-2ᶜᶜ si a unei mire orizontale.Mira orizontala cu fir de invar Bala,consta dintr-un tub metalic,detasabil in 2 parti de cate 1 m si care are laextremitati cate un reer de forma tringhiulara.Distanta dintre cei 2 reperi este de 2 m.Mira este prevazta cu n sistem electric de iluminare a reperilor si un vizor care permite in pozitie de perpendiculara pe viza.in pozitie de lucru mira se monteaza pe un trepied , sistemul de suruburi de calare si o nivela permitand asezarea ei in pozitie orizontala.

Mira orizontala invar Bala

3.Masurarea indirecta a distantelor cu tahimetre autoreductoare

A doua jumatate a secolului nostru a solicitat constrctorilor de aparate noi eforturi pentru marirea preciziei de masurare a unghiurilor si mai ales penru

obtinerea indirecta a distantelor orizontale.Ca urmare a aparut o serie de aparate,cu principii constructive diferite.De ex:

Teodolitu-tahimetru autoreductor Redta-002

Mira teodolitului-tahimetru autoreductor Redta 002

4.Masurarea indirecta a distantelor pe cale electrooptica si electromagnetica:

Din aceleasi considerente mentionate anterior, ale cresterii preciziei de obtinerea distantelor,concomitent cu reducerea timpului de luccru au fost concepute,mai ales dupa al doilea razboi mondial,o serie de aparate care se bazeaza pe masurarea timpului parcurs de un fascicul de unde de la un emitator si pana la sisemul de reflectare a lui si inapoi.Aceste aparate au fost concepute atat penru spectru vizibil,cat si pe cel invizibil.

1.Telemetrul elecrooptic E.O.K 2000

Acesta realizeaza emiterea fasciculului luminos prin intermediul unei diode c arseniat de galiu actionata de un acumulator de 12 V.Aparaul permite determinari de distante de la 0,3 m pana la 2,5 km cu o precizie de ± cm.

2.Aparate ce folosesc emisii de unde din spectrulinvizibil.Asemenea aparate se bazeaza de asemenea pe principiul radar,adica pe emisia unui semnal radio pe unde ultrascurte,reflectarea si receptia lui la locul de emisie.Timl scurs de la emisie la receptie,divizat la 2,la carese aplica anumie corectii,reprezinta distanta.Astfel de aparate cunoscute sub denumirea de telurometre asigura masurarea de distante de ordinul mai multor km cu o precizie de 1-3 cm/km.