.jpg){kind=link}
КИПРЕГЕЛЬ, топографич. инструмент, применяемый при мензул. съемках. Одним из совершеннейших является применяемый на наших госуд. съемках К. образца в.-топогр. отдела гл. упр-ния ген. штаба (фиг. 1). Он состоит из медной, скошенной с одного края, линейки RR, к к-рой привинчена колонка К, имеющая вверху конич. отверстие; в это отверстие вставлена конич. горизонт. ось, к к-рой с одной стороны наглухо приделана зрит. труба TT, а с другой вертик. круг UU. Вертик. круг обык-но имеет деления через один градус, при чём имеются 2 деления, обозначенные нулем, к-рые находятся на концах одного и того же диаметра круга; таким д-тром служит или паралл-ный оптической оси трубы, или один из ближайших к нему. Надписи делений возрастают по ходу час. стрелки, при чём деления не на всём круге, а от каждого нуля удаляются только примерно градусов на 60 и, значит, от нуля по час. стрелке подписи будут изображать небол. числа (0—60), а с другой стороны — большие числа (300—360). Труба — обык-ная астрономическая Кеплера; в окуляре сетка нитей из одной вертик-ной и 3 горизонт. нитей. .jpg)
Фиг. 1. Точка пересечения вертик. нити со сред. гориз-ной вместе с оптич. центром объектива дают оптич. ось трубы, две же крайние горизонт. нити являются дальномер. приспособлением для определения при помощи рейки расстояний между последней и К. На выступающую цилиндрич. часть вертик. круга насажена алидада АА, с верньерами на концах. Точность отсчета по верньерам — 1 или 2 мин. Для большего удобства и точности, отсчеты производятся в лупе. Внизу алидады АА прилив Р, к к-рому прикреплен уровень nn алидада, прилив Р и уровень пп составляют одно целое. Прилив Р, с одной стороны, имеет пружину р, к-рая свобод. концом упирается в винт на колонке К; с другой стороны в прилив Р упирается проходящий через часть колонны винт м, к-рым пузырек уровня приводится на середину, отчего линия нулей верньеров алидады получить нек-рое опред. положение относ-но горизонт. линии; это положение будет всегда одно и же, если пузырек уровня приведен на середину трубки, хотя бы сама мензула и б. не. совсем гориз-на. Уровень этот необходим при измерении углов наклонения разных направлений, для приведения же мензулы в горизонт. положение служит другой уровень В, прикрепленный к линейке. У самой трубы на гориз. ось надето кольцо Е с зажимным винтом N, приливом F и пружиной F (фиг. 2). .jpg)
Фиг. 2. Так же точно, как и конец прилива алидады, прилив F с своей пружиной находится между проходящим через часть колонки винтом L и винтом на колонке t. Если винт N не зажат, труба К. свободно м. поворачиваться ок. своей горизонт. оси, если же винт N зажат, труба не м. б. поворачиваема и ей можно придать только малые повороты, действуя винтом L, к-рый называется микрометренным. На верхн. пов-сти линейки Е награвировывается попереч. масштаб. Глав. условия, к-рым д. удовлетворять К.: 1) Ось уровня В д. б. парал-на нижн. плоскости линейки; при выполнении этого условия, когда пузырек уровня на середине, нижняя плос-ть линейки будет гориз-на (точнее гориз-ны будут линии, лежащие в нижн. плос-ти линейки и парал-ные оси уровня), а значит, легко привести планшет мензулы в горизонт. положение. Ставят К. на планшет по напр-нию 2 подъемных винтов мензулы и последними приводят пузырек на середину, получают на планшете в напр-нии указан. винтов горизонт. линию; потом переставляют К. в положение, перпенд-ное к первому, т. е. в напр-нии на третий подъем. винт и, действуя им, приводят пузырек на середину, получают на планшете горизонт. линию в напр-нии на 3-й винт. Эти две пересекающиеся на планшете линии дают возм-сть считать планшет приведенным в горизонт. положение. Чтобы убедиться в парал-сти оси уровня с нижн. плос-тью линейки, ставят К. на планшет, подъем. винтами приводить пузырек на середину, по скошенному краю линейки проводят линию; потом ок. этой прямой переставляют К. на 180º и смотрят на пузырек; если он остался на середине, условие выполнено, если он ушел, погрешность исправляют винтами при уровне, перегоняя пузырек на половину отклонения от середины, и снова повторяют поверку. 2) Оптич. ось трубы д. б. перпенд-на горизонт. оси вращения трубы. 3) Горизонт. ось вращения трубы д. б. парал-на нижн. плос-ти линейки. При выполнении 2-го условия оптич. ось будет при вращении трубы ок. гориз. оси описывать плос-ть, к-рая называется коллимационною; при невыполнении же условия оптич. ось будет описывать конич. пов-сть. Разница между прямым углом и углом, к-рый составляет оптич. ось с гориз. осью, называется коллимационной ошибкой. При выполнении 3-го условия, если поставить К. на приведенный в горизонт. положение планшет, нижн. плос-ть линейки будет гориз-на, а значит парал-ная ей горизонт. ось вращения трубы будет тоже гориз-на и тогда при выполнении 2-го условия оптич. ось трубы будет описывать вертик. плос-ть (коллимационная плос-ть). 4) Коллимац. плос-ть д. проходить через скошен. край линейки или д. б. ему парал-на. Второе условие поверяется так: направляют трубу К., поставленного на планшет, на отдаленный предмет и проводят на скошен. краю линейки линию, переставляют К. ок. последней на 180°, переводят трубу через зенит и опускают трубу до тех пор, пока в поле зрения не появится прежний предмет. Если он окажется на пересечении волосков, то коллимац. ошибки нет, в противн. случае исправление м. б. сделано горизонт. винтами у сетки нитей. Третье условие поверяется при помощи отвеса. Последний вешается сж. в 20—30 от строго приведенного в горизонт. положение планшета, на к-рый ставится К. Наводят пересечение нитей окуляра на верхнюю часть бичевки отвеса и затем опускаюсь трубу, вращая ее ок. горизонт. оси; если пересечение не сходит с отвеса, условие выполнено, в против. случае, ослабив винты, прикрепляющие колонку К. к линейке, м. между ними подложить кусочек бумаги, чем будет достигнуто выполнение условия. Четвертое условие поверяется так. Направляют трубу К. на отдален. предмет и по скошен. краю линейки прочерчивают линию, отставив в сторону К., на концах прочерч. линии вставляют вертик-но иголки и смотрят через них; если линия визир-ния пройдет через предмет, на к-рый б. наведена труба, то условие выполнено, если нет — все линии, прочерченные по скошен. краю, будут не совпадать с коллимац. плос-тью и будут составлять с ней всегда один и тот же уголь. Визируя через трубу описанного К., наносят на планшет гориз. проекции углов, определяют при помощи помещенного в трубе дальномера расстояния до точек и измеряют углы наклонения для определения разности высот точки стояния инстр-та и наблюдаемой. .jpg)
Фиг. 3. При выверен. К., если последний помещается на приведенном в горизонт. положение планшете, оптич. ось трубы будет описывать вертик. плос-ть, проходящую через скошен. край линейки. Визируя по какому-нибудь напр-нию через трубу и прочерчивая по скошен. краю линейки линию, на планшете мы получаем горизонт. проекцию линии визир-ния. Для определения расстояния от инстр-та до рейки, как указано выше, служат 2 крайние горизонт. нити помещенной в окуляре сетки нитей. Если N объектив трубы (фиг. 3), а и B крайние нити сетки, АВ рейка, находящаяся от объектива на расстоянии D то м. написать:
|
|
(q), |
Обозначая длину деления рейки через р и полагая, что в AB их заключается N, получим: AB = np. Сетка нитей при визир-нии на рейку устанавливается в то именно место, где получается действит. изображение рейки, после прохождения от неё лучей через объектив, а посему по основ. формуле оптики 1D + 1d = 1F, где F — главное фокусное расстояние объектива. Помножая последнее равенство на B, получим 1 + Dd = DF, или Dd = DF ‒ 1 = D ‒ FF, или, по малости F сравнит-но с D, Dd = DF. Произведя подстановку в отношение (q) получим ABab = DF, или pnab = DF, откуда D = p·Fab·n, полагая постоянное pFab = C, имеем D = Cn, т. е. расстояние от инстр-та до рейки пропорц-но числу делений рейки, заключающемуся между крайн. гориз. нитями сетки. Величина С называется коэффициентом дальномера рейки. Из последней формулы ясно, что для определения расстояния от К. до точки, где имеется вертик-но поставленная рейка, необходимо навести трубу на рейку, сосчитать число делений последней между крайн. нитями сетки и помножить его на заранее определ. коэф-т дальномера С. Коэф-т дальномера С определяется не непосред. измерением величин p, F и AB, а практически, след. образом. Отмеривают при помощи стальной ленты или цепи линию, напр. в 109 сж., и на одном её конце устанавливают К. на мензуле, а на другом рейку. Потом наведя трубу на рейку, сосчитывают число делений рейки между крайн. нитями сетки, положим получили 90, тогда 100 = С.90, откуда C = 10090 = 109. Значить всякое отсчитанное число делений рейки, для получения расстояния до неё в саженях, необходимо умножать на 10/9. Всегда стараются С для удобства перемножений сделать равным 1, для чего необходимо или изменить расстояние между крайними нитями (если у сетки есть к тому приспособления), или изменить величину делений рейки. Если сетка нитей имеет подвиж. крайн. нити, тогда, установив на заранее отмерен. линии, напр., 100 сж., как указано выше, К. и рейку, наводять трубу на рейку, при помощи особого ключа раздвигают крайние нити сетки до тех пор, пока между ними не будет заключаться 100 делений. При этом желательно, чтобы расстояния от крайн. нитей до средней были одинаковы. Если необходимо рейку подгонять к К., чтобы иметь С = 1, поступают так. На той же отмеренной линии вместо рейки устанавливают деревянный брусок без делений и, наведя на него трубу, замечают карандашом места, где проектируются на брусок крайние нити. Это достигается быстро таким приемом: наблюдатель смотрит в трубу, а другое лицо держит карандаш на бруске, наблюдатель приказывает поднять карандаш выше или ниже, пока последний в трубе не будет на крайн. волоске. Расстояние между отмеченными на бруске карандашом чертами делится на столько равн. частей, сколько сж. заключалось в отмеренной между К. и бруском линии. Всякий угол гориз-ный, вертик-ный или в другой какой-нибудь плос-ти, измеряется вообще так. В вершине угла располагают лимб инстр-та (центр лимба совмещается с вершиной угла) в той плос-ти, в к-рой измеряют угол; потом, оставляя лимб неподвижным, визируют по одной стороне угла, делают по лимбу отсчет против указателя, связанного с визир. приспособлением (труба диоптры), далее визируют по второй стороне угла, делают второй отсчет; разность отсчетов даст величину угла. Если лимб будет наглухо связан с визир. приспособдением, как, напр., в К. с трубой, и, значить, лимб при визир-нии на первый и второй предмет не останется неподвижным, необходимо для производства отсчетов оставить неподвижным какой-нибудь указатель, и тогда опять-таки разность двух счетов даст угол. Угол наклонения есть угол, расположенный в вертик. плос-ти и образованный каким-нибудь напр-нием с его гориз. проекцией. Значит, для измерения этого угла необходимо расположить в его вершине лимб в вертик. плос-ти и визировать сначала вдоль наклон. линии (данное напр-ние), а потом по гориз. линии и производить при каждом визир-нии отсчеты; разность последних дает угол наклонения. В К. к алидаде вертик. круга приделан наглухо уровень: след-но, каждый раз, когда пузырек последнего будет посредине, линия нулей нониусов алидады будет иметь одно и то же положение относ-но гориз. линии, при чём отсчет не всегда будет нуль. Положим, что оптич. ось трубы направлена по гориз. линии, а пузырек уровня алидады приведен на середину; полученный при этих условиях отсчет назовем местом нуля М. Очевидно, при всяком положении К. на планшете место нуля д. оставаться постоянным. Для получения места нуля необходимо произвести след. действия: направить трубу на точку какого-нибудь предмета, привести пузырек уровня на середину и сделать по нониусам отсчет, потом перевести трубу через зенит, перевернуть К. в гориз. плос-ть на 180°, направить трубу снова на ту же точку, привести пузырек на середину и сделать отсчет. Указанных двух отсчетов вполне достаточно, как для получения места нуля, так и для вывода угла наклонения. Положим, что первое положение было круг вправо. Пузырек уровня приведен на середину, алидада остается неподвижной. .jpg)
Фиг. 4. Вообразим, что оптич. ось трубы направлена по гориз. линии AB (фиг. 4), и положим, что неизвестный нам отсчет места нуля будет М. Направим трубу по линии A1B1 угол наклонения к-рой α надо определить. Когда труба переходила из положения AB в положение A1B1 она описала угол α; на такой же угол с ней вместе повернулся и прикрепленный к ней лимб, и, значить, если теперь произвести по нониусам отсчет π, то последний от отсчета M будет отличаться ровно на уг. α. Т. к. на лимбе надписи деления растут по часовой стрелке, то при переходе трубы из положения АВ в положение A1B1 под неподвиж. нуль нониуса будут постепенно подходить всё более старшие деления, и, значить, отсчет π будет старше M, а след., уг. α определится по формуле:
|
|
(1). |
После перевода через зенит будем иметь круг влево. Пузырек приведен на середину, оптич. ось трубы АВ гориз-на; тогда опять получим отсчет М; далее направим трубу по той же линии A1B1 уг. наклонения к-рой α. При переходе из положения АВ в положение A1B1 труба повернется на уг. α, а вместе с ней повернется на такой же уг. α и лимб. Отсчет λ при положении трубы A1B1 будет от M отличаться ровно на α. Когда труба переходила из положения АВ в положение A1B1 под неподвиж. нуль нониуса, алидады подходили всё младшие и младшие деления, а посему отсчет M будет старше отсчета λ, и уг. α определяется по формуле:
|
|
(2). |
Получили две формулы (1) и (2), у к-рых π и λ известны, а α и M неизвестны; складывая эти формулы и вычитая одна из другой, получим α = π ‒ λ2 и M = π + λ2. Значить, место нуля м. б. определено, если определить отсчеты на предмет при круге вправо и круге влево, приводя каждый раз пузырек уровня на середину. Определив место нуля M, к-рое д. б. постоянным, впоследствии для определения угла наклонения достаточно взять на предмет одно напр-ние и, приведя пузырек уровня на середину, сделать отсчет π или λ в зав-сти от того, при каком круге произведено наблюдние и после этого получить угол или по формуле (1) или (2). К., применяемый на наших госуд. съемках, дает возм-сть определить дальномерно расстояние с относит. ошибкой ок. 1/300 и углы наклонения, необходимые для получения разности высот точек, с точностью до 1 мин. Иногда при полуинструментал. мензульных съемках или при мензул. съемках, когда необходимо получить план местности без рельефа, т. е. когда не надо определять разности высот точек, применяют К. без вертик. круга и без сектора.