Как пользоваться нивелиром

Полевая поверка нивелира

3

Полевая поверка нивелира – один из главных факторов, гарантирующих точность проводимых работ и корректность полученных результатов измерений. Она проводится каждый раз перед выполнением работ.

Нивелир требует прецизионной точности изготовления всех конструкционных элементов и столь же высокого качества сборки. В действительности не всегда удается соблюсти идеальную геометрическую схему, в результате чего появляются инструментальные погрешности измерения углов. Выявить и устранить их посредством регулировки или юстировки позволяет полевая поверка нивелира.

Предварительный этап

Перед каждым началом работы необходимо проводить общую проверку технического состояния прибора. Визуальный осмотр позволяет убедиться:

• в исправности, целостности и чистоте оптических компонентов;
• в соответствии качества изображения требуемым параметрам;
• в отсутствии внешних повреждений и неисправностей, влияющих на результат работы.

Затем следует проконтролировать качество работы функциональных узлов конструкции:

• отсутствие недопустимых люфтов в винтах;
• плавность и равномерность вращения подъемных винтов;
• надежность фиксации стопоров и подвижных элементов.

В нивелирах с автоматической системой установки линии визирования рекомендуется дополнительно убедиться в исправном состоянии компенсатора и демпфирующего устройства, а в цифровых нивелирах проверить функционал микропроцессора и дисплея.

Основные этапы полевой поверки нивелира

1. Поверка круглого уровня: его ось и ось вращения прибора должны быть параллельны. Операция заключается в приведении пузырька круглого уровня в нуль-пункт манипуляциями с подъемными винтами и последующем повороте верхней части нивелира на 180˚ вокруг оси вращения прибора. При обнаружении отклонения пузырька от нуль-пункта его возвращают к центру, используя юстировочные винты. Допустимое отклонение – не более половины дуги. Выполняют контрольный повтор процедуры.
2. Добиться перпендикулярного расположения горизонтальной нити сетки к оси вращения прибора. Для этого необходимо при помощи наводящего винта вращать зрительную трубу и следить за изменением отсчета во время перемещения изображения рейки от одного края поля зрения к другому. Если величина изменения превышает 1 мм, требуется ослабить крепежные винты и развернуть диафрагму с сеткой в правильное положение.
3. Поверка цилиндрического уровня, ось которого должна лежать параллельно визирной оси зрительной трубы. Это главное условие, для проверки которого используют нивелирование пары точек методом «из середины» и «вперед».

Первоначально на расстоянии 60-90 м неподвижно устанавливают пару нивелирных реек, а нивелир размещают посередине между ними с погрешностью не более 1 м. Для измерения расстояния до реек используют нитяной дальномер. Далее при двух горизонтах нивелира следует определить превышение между рейками – им будет служить разность отсчетов на переднюю и заднюю рейки. Допустимым полагают отличие между вычисленными при каждом из горизонтов прибора превышениями в пределах до 3-х мм.

Затем необходимо выбрать вторую станцию, расстояние предела фокусирования которой от одной из реек составляет 2…3 м, и взять отсчет. Полагают, что непараллельность визирной оси и оси цилиндрического уровня не оказывает на него влияние. С использованием этого отсчета и вычисленного на первой станции превышения определяют отсчет по дальней рейке. Если отличие результата вычислений и наблюдаемых показателей превысит 3 мм, то вычисленный отсчет необходимо установить на рейке элевационным винтом. Затем, используя исправительные винты цилиндрического уровня, привести его пузырек в середину.

3

Подготовка нивелира к работе

Перед тем как начинать использование устройства, нужно выполнить простые правила. Если нивелир работает от аккумулятора, то его необходимо зарядить. При наличии обычных батареек их нужно вставить в предназначенный для питания отсек. Для проверки работоспособности устройства включите его. Если появился лазерный луч или точка, то прибор функционирует. Начинайте подготовку к работе.

От расположения лазерного нивелира зависит качество разметки. Поэтому нужно найти наиболее подходящее место и правильно установить прибор. Для этого необходимо соблюдать определённые требования:

• проецирование лазерной линии или точки должно происходить без препятствий. Луч не должен прерываться;

• прочитайте в инструкции информацию о максимальном расстоянии от нивелира до объекта. Превышать его не рекомендуется без специального приёмника. С уменьшением расстояния снижается погрешность разметки;

• располагайте прибор на ровной поверхности или закрепляйте на держателе, например, на штативе. Не допускайте дрожаний и перемещений устройства;
• до начала работы выровняйте прибор по горизонту;
• если рядом находятся люди, предупредите их о предстоящей работе. Животных изолируйте от места разметки. Нельзя допускать, чтобы лазерный луч попадал в глаза. Это может привести к травме.

Измерение и фиксирование результатов

Проводится после полного монтажа на горизонтальной плоскости, настройки положения пузырьков, а также фокусировки линз. Когда данные мероприятия проведены, приступают к выполнению инженерных изысканий. Спереди и сзади измерительного прибора устанавливают по рейке. Изделие, которое находится перед прибором показывает измеряемое по высоте значение. Расположенная сзади рейка предназначена для выполнения градуировки параметров.

На первом этапе нивелир необходимо навести на черную сторону рейки, находящейся сзади. Когда фокусировка завершена, записывают значения как по среднему, так и по дальномерному штриху. Дальше переходят к передней рейке, которая является основной. Записывают средний параметр по каждой стороне. Подобная методика измерения носит название «нивелирование по средней линии». Она отличается предельно высокой точностью и позволяет выполнять многократные измерения.

Лучший профессиональный лазерный нивелир DeWALT DCE089D1G

Лучший лазерный нивелир в нише профессиональных измерительных приборов – DeWALT DCE089D1G. Это высокоточный инструмент для промышленного использования. Способен наносить 2 вертикальные линии и 1 по горизонтали. Развертка во всех плоскостях – на 360 градусов, что позволяет охватывать сразу все помещение.

Дальность разметки – 25 метров, а при использовании приемника – до 50 метров. Для обеспечения работы в экстремальных условиях предусмотрена опция блокировки маятника. Цвет лучей – ярко-зеленый, с длиной волны 530 нм. Для удобства использования есть магнитное крепление и гнездо под штатив с резьбой 1,4 дюйма. Встроено автоматическое выравнивание при отклонении в 4 градуса от плоскости.

Лазерный нивелир DeWALT можно рекомендовать профессиональным монтажным бригадам и отделочникам, которым важна быстрая и точная разметка без потерь в точности.

Лазерные нивелиры – следующая ступень развития техники

Лазерные нивелиры представляют собой новую ступень в измерительной технике. Они отличаются от прочих приборов наличием лазерного излучателя, функция которого заключается в проецировании лучей на поверхность. Если научиться правильно пользоваться нивелиром этого типа, то выполнение всех работ займет значительно меньше времени, чем при пользовании оптическими приборами. Помимо большой скорости проведения замеров можно отметить высокую точность, которая соответствует 99 процентам. Это позволяет строить долговечные и надежные здания, в которых не будет перекосов.

Работа с лазерным нивелиром

Как и в случае с оптическими приборами, лазерные нивелиры также подразделяются на несколько категорий в зависимости от типа выполняемых работ:

• Ротационный нивелир. Этот аппарат оборудован вращающейся на скорости 600 оборотов в минуту головкой с двумя лазерами. За счет этого появляется возможность проецировать лучи на 360 градусов. При необходимости скорость можно изменить, чтобы добиться большей четкости лучей. Этот тип нивелиров будет незаменим при выполнении внешней или внутренней отделки комнат, а также при установке окон из ПВХ.
• Точечный нивелир. Его особенность заключается в том, что на поверхность проецируются только точки. Лазер двигается в вертикальной и горизонтальной плоскости, благодаря чему можно замерять и ровнять поверхность на потолке и даже стенах.
• Линейный нивелир. При его включении появляется отлично просматриваемая линия луча, в соответствии с которой можно быстро и легко делать отметки. В дальнейшем в указанных отметках можно сверлить отверстия с целью монтажа, к примеру, металлических конструкций.
• Комбинированный нивелир. Среди ключевых особенностей данного класса аппаратуры можно выделить проецирование до шести ортогональных линий: отвесную, наклонную, линии вниз, вверх, вправо и влево. Лазер при этом работает как линейно, так и точечно. Совмещение функций нескольких приборов сказалось и на цене нивелира, который стоит несколько дороже прочих аналогов.
• Построители плоскостей. Еще один вид довольно дорогих приборов, которыми пользуются обычно профессиональные геодезисты. С их помощью можно определить точки зенита и надира на поверхности, спроектировать линии по диагонали, вертикали, горизонтали, а также определить разницу высот различных предметов.

Нивелиры, оборудованные лазерным излучателем, нашли применение в построении перпендикулярных линий. Польза этого устройства будет видна в случае укладки ламината или паркета на пол, оклейки стен обоями, а также во время выкладки перегородок или стен в квартире.

Приведение нивелира к горизонту

Вращением верньеров (подъемных винтов) нивелира приводим визирную ось в горизонтальное положение. Верньеры нужно вращать аккуратно, без сильного усилия. Иначе существует риск «срыва» винта. Пузырек круглого уровня должен быть в нуль пункте (в центре круга). Для этого одновременно вращают два подъемных винта. Вращение нужно выполнять в противоположные стороны. Затем корректируют положения пузырька круглого уровня третьим верньером. После того как пузырек круглого уровня оказался в нуль пункте, зрительную трубу прибора поворачивают на 180 градусов. Если пузырек сместился, то корректируют его положение подъемными винтами. При вращении зрительной трубы в любое положение, пузырек круглого уровня не должен смещаться. Только после выполнения данного условия можно приступать к дальнейшей работе.

При выполнении нивелирования методом «вперед» необходимо выполнить не только горизонтирование прибора, но и центрирование над точкой. Для этого используют нитяной отвес или оптический центрир (при наличии). После центрирования выполняют измерения высоты прибора.

Разновидности прибора

Чтобы научиться правильно пользоваться нивелиром, необходимо ознакомиться с тем, какие типы этого инструмента бывают. Наибольшей простотой и доступностью (невысокой стоимостью) отличаются приборы с одним либо несколькими цилиндрическими уровнями. Они располагаются прямо на трубе-визире.

Более дорогими и точными являются измерительные устройства, которые снабжены автоматической компенсацией при установке. Иными словами, они устраняют «огрехи» местности и удобны в проведении работ на проблемных участках, там, где есть песок, щебень и другой сыпучий материал, который препятствует ровному положению прибора.

Профессиональные операторы пользуются нивелирами с электронной системой проведения измерения. Эти устройства отличаются сложной конструкций и высокой стоимостью. Они тяжелы в настройках и эксплуатации, требуют определенных навыков и знаний.

Нивелир – особенности устройства, область применения

Нивелир на стройке – незаменимый прибор. С его помощью можно найти уровень нахождения определенных точек относительно конкретной базы. Перед началом любого строительства проводят планирование участка, что подразумевает устранение неровностей. Проще всего это сделать с использованием нивелира. Без данного прибора не обойтись при выполнении многих других работ – при обустройстве фундамента, заливе полов, установке опалубки.

Область примения нивелира

Конструктивные особенности

Конструкция нивелира

Основным конструктивным элементом нивелира называют зрительную трубу. Она оснащена системой линз, которые способны увеличивать изображение в двадцать и более раз. Данный элемент смонтирован на специальной подставке – трегере. Она имеет три подъемных винта, с помощью которых прибор можно выставлять точно по уровню. Для облегчения данного процесса на подставке присутствует пузырьковый уровень.

В составе зрительной трубы есть маховик. С его помощью можно регулировать резкость изображения. Чтобы подстроить прибор под остроту зрения конкретного человека, применяется регулятор на окуляре.

Дополнительное оснащение и инвентарь

Основные элементы управления нивелира

Чтобы работать с нивелиром, необходимо приобрести не только сам прибор со штативом, но и некоторое дополнительное оснащение. Нужно иметь специальную рейку с нанесенными на ее поверхность делениями и цифрами, что облегчит выполнение соответствующих измерений. Шкала представлена в виде красных и черных полосок, имеющих ширину 1 см.

На планке находятся цифры с шагом в 10 см. Измерительная величина – дециметры, а все цифры написаны в двузначном виде. 60 см обозначается как 06, 120 см – 12 и т. д. Для удобства работы каждые из пяти полосок объединены вертикальной линией. Поэтому вся планка покрыта своеобразными буквами Е – в привычном и зеркальном виде.

Некоторые старые модели нивелиров переворачивают изображение, поэтому на рейке все цифры находятся в таком же непривычном виде. К каждому нивелиру обязательно прилагается паспорт и руководство по применению. В документации к прибору указывается дата последней поверки, что гарантирует его эффективность работы.

В стандартную комплектацию к каждой модели входит и другой инвентарь:

• защитный футляр для хранения зрительной трубы;
• ключ для выполнения обслуживания;
• отвес для установки прибора строго в указанной точке;
• мягкая ткань для обработки линз.

Аксессуары для лазерных нивелирам

На что обращать внимание при покупке?

Выбирая нивелир, руководствуются сферой его применения, то есть смотрят, для чего он нужен в конкретной ситуации. Критерии отбора – дальность действия, точность измерения, дополнительные функции.

Для домашнего мастера при выборе лазерного нивелира достаточно следующих характеристик:

• точность измерения ±0,3 мм/м и выше;
• дальность с работы с приёмником 40-60 м;
• проецирование горизонтальных, вертикальных плоскостей, прямых углов;
• средний угол развёртки;
• работа от аккумулятора;
• умеренная цена.

Для домашнего использования не нужна большая дальность измерения и высокоточная оптика, а режим самонивелирования лазерного прибора не будет лишним. Зелёный луч лучше виден при искусственном освещении.

Профессиональный лазерный уровень должен отвечать более высоким требованиям:

• точность измерения ±0,1 мм/м и выше. Большие расстояния на местности дают увеличение погрешности;
• работа с приёмником для увеличения видимости луча, дальности работы от 300 метров;
• высокий класс защиты от пыли и влаги;
• устройство дистанционного управления;
• лазерный отвес.

Ротационный прибор обеспечивает охват в 360 градусов. Соответственно, профессиональные приборы отличает и более высокая стоимость.

Классификация по степени точности

Разобравшись с тем, что такое нивелир, можно переходить к определению его разновидностей. Первая классификация затрагивает точность измерения прибора. По данному параметру выделяют три вида нивелиров:

Высокоточные. При использовании этого вида приборов измерения допускают квадратичную ошибку в пределах 0,2-0,5 мм на каждый километр двойного хода.

Точные. В этой категории значение допустимой ошибки находится в пределах 0,5-2,0 мм на 1 км двойного хода.

Технические, которые отличаются невысокой степенью точности. Они характеризуются значением допустимой квадратичной ошибки 2,0-10,0 мм на километр двойного хода.

Высокая точность необходима во время строительства. А вот при простой разметке участка будет достаточно и менее точного прибора.

Инструментарий геометрической нивелировки

Как было указано данный тип работ проводиться с помощью нивелира. Он представляет классический прибор с оптико-механической начинкой, обеспечивающий горизонт для визирного луча. Прибор монтируется на штативе и выставляется в точку стояния, затем при помощи специальных винтов выводиться в горизонтальную плоскость. Трубка нивелира бывает двух видов, прямого и обратного изображения. Трубкой прямого изображения оснащаются в основном нивелиры современного типа.

Приборы старого образца, хоть и имеют систему обратного изображения, но имеют отличную видимость. К тому же при работе с трубками обратного изображения применяется измерительная линейка в перевернутом виде и система поворотных линз. Стоимость таких приборов высока, да к тому же система линз для поворота изображения страдает одним недостатком. В условии рефракции наблюдаются незначительные искажения объектов, при использовании в жаркий период года.

И все же качество советских приборов цениться, по причине высокой четкости по сравнению с современными аналогами. В качестве примера возьмем советский теодолит и сравним его с электронным геодезическим тахеометром имеющий оптическую систему Carl Zeiss . Результат будет не в пользу последнего, так как советский хорошо подходит для локальной выверки с адекватным изображением. Если нужна глобальная картинка, необходимо использовать метод спутниковой геодезии.

Существует три типа конструкций нивелиров: цилиндрического уровня зрительной трубы, с компенсатором автоматом и электронные. Нивелиры так же принято делить по классу точности: технические (H -10), точные (Н-3, Н-3К, Н-3КЛ) и приборы высокой точности (Н-05, Н-1, Н-2).

Компенсаторы предназначены для устранения погрешности при установке нивелиров, и бывают ручного и автоматического типа. То есть, вывод в горизонтальную плоскость при ручном компенсаторе выполняется непосредственно человеком, а при автоматическом соответственно самовыравниванием.

Что представляет собой нивелир?

Если строго подходить к позиционированию данного инструмента, то он, скорее, будет принадлежать к сфере геодезии. Но, поскольку сегодня измерительные задачи востребованы в огромном спектре разных областей, целесообразно рассматривать в более широком ключе понятие того, что такое нивелир. Определение может быть следующим – это прибор, предназначенный для определения разностей в высотах между несколькими крупными и мелкими клетками на поверхности по отношению к условному уровню. С конструкционной точки зрения большинство устройств этого типа предполагают наличие двух основных элементов – ригельной трубы при уровне и компенсатора наклона. Для корректировки трубы в конструкции предусмотрен и элевационный винт. С его помощью специалист выравнивает положение обзора по горизонтали. Простейшие цилиндрические модели обычно имеют компактные размеры, что делает их удобным средством проведения измерений.

Отличие от уровня

Уровень и нивелир в понимании большинства обывателей являются идентичным инструментом. Более того, даже строители подчас называют этими терминами один и тот же прибор. Грубой ошибки в этом нет, так как, действительно, эти инструменты работают по схожим принципам и решают примерно одинаковые задачи. И все же для более ясного представления об этих приспособлениях следует определиться, чем отличается уровень?

Нивелир, к примеру, это прибор, который способен работать с одной точкой опоры, вращаясь по всей остальной окружности. В свою очередь, действие уровня распространяется лишь на две точки, между которыми и прокладывается нужная горизонталь. Опять же, строгого разграничения в этих устройствах проводить не стоит, поскольку они оба могут быть задействованы при решении аналогичных задач, но при работе на разных по масштабу и сложности объектах.

Нивелир Бош GLL 3-80 Professional и другие популярные модели

Сегодня существует множество приспособлений, которые предназначаются для снятия замеров на местности или же внутри помещения. Некоторые из них являются более эффективными, что достигается за счет качества составляющих. Рассмотрим, какие приборы такого типа стоит приобретать.

Наиболее функциональным устройством считается лазерный нивелир GLL 3-80 Professional, выпускаемый именитой немецкой компанией Bosch. Подобное приспособление применяется внутри помещения. Погрешность устройства крайне мала. Отклонения практически не наблюдаются даже на дистанции до 10 м. Стоит сказать, что существуют специальные приемники, с помощью которых можно увеличить радиус действия инструмента до 60 м.

Лазерный нивелир GLL 3-80 Professional является наиболее функциональным устройством.

Питание прибора осуществляется от батареек. Если использовать устройство без перерывов, то заряда хватит всего на 4 часа. Поэтому стоит заранее предусмотреть дополнительные комплекты элементов питания. Такой инструмент оснащается держателем, благодаря которому производится настройка его расположения.

Нивелир GLL 3-80 Professional можно применять в хозяйственных и профессиональных целях. На корпусе инструмента есть специальные держатели магнитного типа. Кроме всего прочего, прибор имеет функцию автоматической настройки, что позволяет проводить его выравнивание.

Среди оптических уровней стоит выделить нивелир H-05, который относится к категории высокоточных. Этот прибор является профессиональным, он предназначается для расчета разности точек при выполнении разнообразных инженерно-геодезических работ. При использовании такого устройства стоит понимать, что оно требует определенных знаний и навыков от оператора. Для работы прибора необходима специальная рейка, оснащенная полусантиметровой шкалой.

Следует выделить несколько фирм, которые производят надежное и долговечное оборудование. Например, на современном рынке часто встречаются различные модели уровней, изготовленные компанией DeWALT. Качественные приспособления реализует и фирма Stabila.

Отличное качество имеют приборы изготавливаемые компанией DeWALT.

Определение и классификация

Нивелир — это измерительный прибор, с помощью которого вычисляется разница в уровнях расположения точек в пространстве по отношению к условно заданной поверхности. Их часто применяют топографы или геодезисты при исследовании рельефа, а также строители, когда нужно при возведении или ремонте объектов строго соблюдать определенные параметры.

Данные приборы нужны везде, где нужно идеально выровнять поверхность по вертикали или горизонтали или же придать определенному предмету или строению тот или иной уровень уклона.

Они классифицируются по двум признакам: принципам своей работы и точности измерения.

По точности снятия параметров существует три группы приборов:

• высокоточные — допускается квадратичная ошибка при измерениях на квадратный метр двойного хода в размере 0,2−0,5 мм;
• точные — допустимая квадратичная ошибка составляет 0,5−1 мм на квадратный метр двойного хода соответственно;
• технические — показатель ошибки составляет 2−10 мм соответственно.

Чтобы выполнить элементарную разметку местности и определить перепады рельефа, а также его привязку к нужным точкам, можно использовать простые приборы технического типа. А вот более точные устройства потребуются для определения параметров на всех этапах строительных работ.

Что касается классификации нивелиров по принципу работы, то они бывают такими:

• Геометрические. Такие устройства излучают визирующий луч и приводят его в горизонтальное положение. С их помощью устанавливается разница в положении точек на той или иной местности. Данные точки нужно отмечать с помощью специальных реек. Геометрическое нивелирование бывает простым или сложным. В первом случае оно проводится из одной точки, во втором — из нескольких, которые поступательно меняются;
• Тригонометрические. По-другому их еще называют теодолитами, и используются они для установления между отметками превышений посредством наклонного луча. Между прибором и контрольной точкой измеряют угол наклона и расстояние, а потом, согласно формуле, определяется нужная величина. Это достаточно сложно, на больших расстояниях или пересеченных поверхностях результат может быть неточным;
• Гидростатические. Данные устройства состоят из двух сосудов с жидкостью, соединенных друг с другом. По уровню жидкости и определяется разница высот в различных точках. Полные сосуды соединяются друг с другом посредством рукава и шланга и ставятся в контрольных точках. Величина превышения одной точки над другой определяется по разнице между высотой столба жидкости в каждом из сосудов. Такой способ хоть и высокоточный, но ограничивается расстоянием длины шланга или рукава;
• Оптико-механические. С помощью таких устройств параметры точек определяются посредством светового луча и реек, размеченных специальным способом. Приборы имеют оптическую трубу для наблюдений, а также приспособление для выравнивания строго горизонтально. Но чтобы проводить с их помощью измерения, нужно обладать рядом специализированных навыков и знаний;
• Лазерные. Это высокоточные приборы, в которых посредством лазера на поверхность проецируется узконаправленный луч. Они очень просты в применении, с их помощью можно работать не только с точками, но еще и с плоскостями;
• Цифровые. Нивелиры оптического или лазерного типа, отображающие информацию в цифровом виде, способны ее запоминать, а в некоторых случаях даже частично анализировать. Эти устройства точные, ими можно управлять одному человеку, но они отличаются высокой стоимостью и чувствительностью к повреждениям механического типа.

Существуют и особые способы нивелирования, они проводятся с помощью таких приборов, как:

• радиолокаторы;
• барометры;
• эхолокаторы;
• стереоскопы и т. д.

Однако все эти методы почти не используются для бытовых нужд.