Лучшие теодолиты и оптические дальномеры на 2022 год

Угломерный геодезический инструмент, с помощью которого измеряют углы в горизонтальной и вертикальной плоскости, называемые соответственно горизонтальными и вертикальными. Совместно с измерениями расстояний между точками, дальнейшими вычислениями и уравниванием получают конечный результат в виде пространственных координат снимаемых точек.

Теодолиты имеют свою историю развития. Изначально его конструкция представляла механическое устройство с металлическим угломерным кругом (лимбом), с дополнительным отсчетным приспособлением (верньером), со зрительной трубой. С появлением стеклянных круговых лимбов, оптической системы передачи и считывания угловых отсчетов (микроскопа) возникла эра оптических теодолитов. При возникновении новых электронно-вычислительных технологий в геодезическое приборостроение стали внедряться новые типы теодолитов, называемые электронными. В них применяется двоичная система кодирования отсчетов на лимбе с передачей цифровой информации угловых измерений на экран дисплея.

В настоящее время применение оптических теодолитов, из-за слабой конкурентной способности с новейшими электронными тахеометрами, можно считать прикладным. Возможно, в будущем они сами станут историей. Но сейчас они могут использоваться:

• в северных регионах с экстремально низкими температурными условиями в зимнее время, в которых не всякая электронная техника срабатывает;
• в подземном шахтном строительстве с опасными и вредными внешними факторами;
• при разбивочных работах в строительстве малоэтажных зданий и подземных инженерных коммуникаций;
• для выполнения отдельных геодезических процессов с использованием геометрических возможностей прибора (выставление опалубочных, железобетонных и металлических всевозможных конструкций, исполнительных съемок);
• возможно и другое применение, связанное с решением различных задач инженерной смекалкой.

Классификации и виды теодолитов

В соответствии с государственными стандартами все теодолиты согласно конструктивной точности измерений именно горизонтальных углов делят на группы:

• высокоточных (Т1, ТБ1), со среднеквадратической погрешностью (СКП) измерения одиночного угла не более одной секунды;
• точных (Т2, Т5) со СКП не более пяти секунд;
• технической точности (Т15, Т30), к которой относятся все другие угломерные инструменты.

В связи с конструктивными особенностями приборов в номенклатуре теодолитов после значений СКП указываются буквенные символы, означающие соответствующий тип инструмента:

• 2Т5К, с компенсатором;
• 4Т30П, с прямым изображением;
• 3Т2КА с автоколлимационным окуляром;
• 2Т30М, маркшейдерский;
• Т30, без буквенных обозначений означает традиционный инструмент с цилиндрическим уровнем при вертикальном круге.

В зависимости от конструкции элементов горизонтальных кругов, статического или вращающегося положения и взаимосвязи лимба и алидады можно выделить еще два вида инструментов:

• повторительные, дающие возможность лимбу вращаться или не вращаться совместно с алидадой вокруг оси, при закреплении алидады и откреплении лимба;
• не повторительные приборы только с закрепляющей функцией лимбов.

Каждый оптический теодолит можно также отнести к какому-то типу в зависимости от назначения его применения:

• геодезический;
• маркшейдерский;
• астрономический;
• тахеометр, которыми были теодолиты с маркировкой ТТ и такие модели Т5, Т30.

Установка и настройка прибора

Каким же образом использовать этот инструмент? Сначала нужно установить прибор на треножник. Затем необходимо определиться с двумя опорными точками, на которые будет наводиться зрительная труба инструмента. Сначала ее наводят на первую точку. Далее выполняют фиксацию прибора и измеряют посредством вертикальной нити. Затем выполняют отсчет по горизонтальному кругу. Все данные нужно занести в журнал, затем снять фиксацию. Далее нужно отследить вторую точку. Для этого следует повернуть теодолит по часовой стрелке. На следующем этапе поворачивают трубу через зенит.

Далее нужно сменить позицию круга и навести трубу на точку. Если в измерениях есть незначительные расхождения, то правильным будет среднее значение. В процессе измерения лимб должен иметь нулевое или близкое к нему значение. Вращение алидады нужно прекратить в тот момент, когда совпадут штрихи с нулевыми значениями на лимбе и микроскопе. Все вышеописанные измерения выполняются по кругу.

Устройство теодолита

Все группы теодолитов имеют практически одну принципиальную схему своей конструкции. В нее входят такие основные части:

• основание с подставкой, на котором закреплена вращающаяся часть инструмента;
• собственно вращающаяся часть, состоящая из нижнего горизонтального круга с цилиндрическим уровнем, двух вертикальных колонок (одна с вертикального кругом и компенсатором наклона), зрительной трубы и микроскопа отсчитывания.

Более детальное строение подробно изображено на Рис.1. Внешний вид оптического теодолита Т30. Каждый отдельный узел у него имеет свое назначение и взаимоувязан геометрическими и конструктивными связями.

Металлическая широкая площадка (1), служит для крепления инструмента на штативе с помощью станового винта.

Горизонтальный круг (2) в нижней части корпуса прибора состоит из отсчетного механизма (алидады) с закрепительным винтом (3), микрометренного винта (4) наведения, цилиндрической ампулы горизонтального уровня (5) служит для вращения на 360º.

Вертикальный круг (19), представляющий единое целое с вертикальной стойкой (12), содержит в себе отсчетное приспособление с зеркалом подсветки (16) и паз для фиксации буссоли (18). Имеет своим предназначением измерять вертикальные углы (наклона).

На второй вертикальной стойке установлен закрепительный винт (8), кремальера (7) для фокусирования изображения и микрометренный винт вертикального круга (6) для точного выведения зрительной трубы.

В состав зрительной трубы, конструктивно закрепленной между двух стоек, входят визир (9), окуляр в виде линзы для просмотра изображения в поле зрения трубы (10), окуляра отсчетного микроскопа (11) и объектива (17). Она предназначена для наведения на визирные цели.

В конструкции трегера (21), содержащего подъемные винты (15), находятся лимб в виде круглого кольца с размеченными делениями на его шкале (13), его закрепительный (14) и микрометренный (20) винты.

Рис.1.Внешний вид оптического теодолита Т30

Оптические теодолиты, основное предназначение которых в измерении углов, представляют конструктивную схему, состоящую из трех систем:

• измерительной;
• наведения;
• ориентирования.

В систему ориентирования входят геометрические взаимные связи отвесного и горизонтального положения между осями вращения инструмента, уровнями и отвесами.

Система наведения включает в себя вращающиеся механизмы, геометрию и оптику зрительной трубы.

Система измерений представляет вертикальный и горизонтальный круги со шкалами обоих лимбов, отсчетных приспособлений алидады и оптического микроскопа.

Теодолит его составные части

Устройство теодолита основано на законах оптики, механики, электроники.

Устройство теодолита 2т30

Схема теодолита включает следующие основные части:

• оптическую часть устройства составляет зрительная труба;
• два, перпендикулярно расположенных круга (один вертикальный, другой горизонтальный);
• трагерные системы (позволяющие находится длительное время в устойчивом состоянии);
• встроенный микроскоп (способ измерения может быть штриховой или шкаловой);
• специальная поворотная линейка (именуемая алидадой);
• закрепительный и наводящий винты;
• регулируемый штатив (с его помощью происходит установка на местности и подготовка прибора к работе).

Система измерений теодолита

Представляет собой механизм считывания со шкалы недвижимого кольца лимба относительно штриха подвижной алидады угловых отсчетов и передачи через оптическую систему в окуляр микроскопа. Считывание ведется в одних моделях приборов по горизонтальному и вертикальному кругу по одной стороне лимба (односторонняя система), а в других инструментах по двум сторонам (двухсторонняя). Штриховой микроскоп с односторонней системой считывания показан на Рис.2. Отсчеты вертикального и горизонтального угла.

Рис.2. Отсчеты вертикального и горизонтального угла.

В разных теодолитах в зависимости и от их точности, и от конструктивных особенностей отсчетные устройства могут быть и другого вида: шкаловые микроскопы, оптические микрометры.

Рейтинг лучших теодолитов на 2022 год

Популярные оптические теодолиты

3-тье место: 3Т5КП УОМЗ

Самая простая в использовании и востребованная модель. Приспособлена к работе как в условиях сибирского холода, так и в условиях африканской жары. Несмотря на ее опциональную «мелкость», вполне способна совершать довольно точные измерения, необходимые для общестроительных работ. Сам прибор совершенно спокойно относится к длительному периоду консервации, после которого работает ничуть не хуже, чем после момента выпуска прямо с завода. Является российской разработкой.

Технические характеристики:

3Т5КП УОМЗ

Преимущества

• Прибор не боится плохих условий окружающей среды;
• На линзу шкала нанесена путем гравировки;
• Демократичная цена для точного измерительного прибора.

Недостатки

• Прибор абсолютно зависим от внимательных действий оператора.

2-ое место: RGK TO-15

Данное устройство является более дешевым аналогом отечественного 4Т15П, но это не означает ухудшения его функциональных свойств. Предназначается для основных видов геодезических работ, общестроительных работ, а также может применяться в области кадастровых измерений. Благодаря устойчивой треноге, его можно закрепить практически на любой поверхности. Наводящие винты двигаются чрезвычайно плавно, что позволяет достичь наилучших результатов измерения.

Технические характеристики:

RGK TO-15

Преимущества

• Низкий вес;
• Высокий уровень горизонта;
• Применение оптического центрирования.

Недостатки

• Бедная стандартная комплектация (например, отсутствие чехла для транспортировки).

1-ое место: УОМЗ 3Т2КП

Легкий и компактный прибор, подходящий для длительных полевых изысканий. Может использоваться как для определения ролевых геодезических сгущений, так и для астрономо-геодезических исследований. Его компенсатор обладает функцией самовыравнивания, что позволяет повысить точку установки на треногах. Дополнительно установлен светодальномер, значительно расширяющий функционал прибора.

Технические характеристики:

УОМЗ 3Т2КП

Преимущества

• Сверхточная линза;
• Нанесение шкалы в качестве гравировки;
• Укомплектованность модели.

Недостатки

• Слишком высокая цена для оптического устройства.

Популярные электронные теодолиты

3-ье место: Condtrol iTeo 5 2-2-014

Данный электронный прибор чрезвычайно прост в управлении. Несмотря на принадлежность к электронным прибором оснащен лазерным отвесом, который обеспечивает четкую и правильную установку аппарата. Винтовые регуляторы позволяют произвести плавную настройку на объект. ЖК-экран выводит точные числовые показатели произведенной настройки.

Технические характеристики:

Condtrol iTeo 5 2-2-014

Преимущества

• Отличная визуализация результатов измерения;
• Приемлемый вес для транспортировки на автотранспорте;
• Усиленная защищенность корпуса.

Недостатки

• Плохая переносимость низких температур.

2-ое место: RGK T-20

Прибор имеет встроенный датчик расчета уклона, что позволяет получать высокоточные данные при измерениях. В конструкции применяется оптика, сродни фотографической, что делает работу оператора намного проще. Подсветка клавиатуры электронного счетчика делает возможной работу при затемненных условиях. Аппарат поставляется исключительно в кейсе, что делает его транспортировку весьма удобной.

Технические характеристики:

RGK T-20

Преимущества

• Работа от автономных источников питания (батарейки АА или никель-металлогидридные (Ni-Mh) аккумуляторы);
• Оснащенность специальной системой пыле- влагозащиты;
• Повышенный потенциал фокусировки по центру за счет использования качественных линз.

Недостатки

• Применим только для точных исследований, для рядовых изысканий не нужен абсолютно.

1-ое место: RGK T-05 (с функцией поверки)

Большими плюсами этого измерительного прибора являются его способности осуществлять подсветки визирных шкальных нитей и самого дисплея, и при этом он может самостоятельно отцентрировать лазерный отвес. Применяемая в аппарате электроника не позволит сомневаться в качестве производства измерений и горизонтальных, и вертикальных углов. Вся система может работать от подзаряжаемого аккумулятора.

Технические характеристики:

RGK T-05 (с функцией поверки)

Преимущества

• Аппарат самостоятельно осуществляет поверку произведенных измерений;
• Прочный корпус;
• Защита ЖК-экрана.

Недостатки

• Работа ограничена подзаряжаемым аккумулятором (не годен в длинных пеших переходах).

Популярные лазерные теодолиты

В настоящее время приобрести именно лазерный теодолит без функции лазерного нивелира просто нереально. Данная высокоточная техника оснащается сразу же многими функциональными обязанностями и предназначена для многоцелевого применения. Действительно, зачем использовать лазер только по одному назначению, когда его можно применить для широкого круга работ? Поэтому в данный момент на торговых интернет-площадках данные приборы называются лазерными уровнями. Такое обстоятельство не должно вводить в заблуждение потенциального покупателя, ибо с помощью подобного устройства возможно произвести все виды необходимых измерений.

3-ье место: DeWALT DCE089D1G

Данный аппарат формирует сразу 2 ярких и одну горизонтальную лазерную линию одновременно в двух проекциях. Луч лазера может быть направлен как в автоматическом режиме до искомого объекта, так и перенастроен вручную. Маятник (нивелир) автоматически блокируется при транспортировке, дабы избежать вычисления ненужных показателей.

Технические характеристики:

DeWALT DCE089D1G

Преимущества

• Качественная сборка;
• Возможность автоматического выравнивания лазерных точек;
• Демократичная цена для лазерного теодолита.

Недостатки

• Возможно самопроизвольное срабатывание функции блокировки маятника.

2-ое место: VEGA TEO20B

Данные теодолиты применяются для измерения вертикальных/горизонтальных углов в любом точном жилом строительстве, где не важны дальние расстояния. Точность теодолита оставляет желать лучшего – всего 20 секунд, однако, как нивелир он отлично подойдет для вычисления уровней высот.

Технические характеристики:

VEGA TEO20B

Преимущества

• Расширенный функционал;
• Возможность работы при низких температурах;
• Малая цена для лазерного устройства.

Недостатки

• Пониженная точность.

1-ое место: KaiTian 5 Lines 6 Points

Данный прибор не является сильно дорогостоящим, но является чрезвычайно популярным среди российских пользователей и полностью соответствует своему назначению. Измерения им производятся как в горизонтальных/вертикальных плоскостях – как теодолита, так его можно использовать в качестве лазерного нивелира.

Технические характеристики:

KaiTian 5 Lines 6 Points

Преимущества

• Отличное соотношение показателей цена/качество;
• Приемлемые температурные режимы работы;
• Низкое потребление энергии.

Недостатки

• Быстро приходящий в негодность никель-металлгидридный аккумулятор.

Система наведения теодолита

Состоит из зрительной трубы и связанными с ней микрометренными винтами для точного наведения на цель наблюдения. Сама зрительная труба представляет металлический корпус, оптическую систему, состоящую из объектива (1) с окуляром (2), сетки нитей (5), фокусировочной линзы (3) с кремальерой (4). Оптическая схема основной детали устройства наведения показана на Рис.3. Зрительная труба.

Рис.3. Зрительная труба.

Визирование на удаленные точки осуществляется через линзу окуляра и фокусирование изображения с помощью винта или кольца кремальеры, передвигающей внутреннюю фокусировочную линзу. При появлении четкого изображения в объективе точное наведение на цель выполняют с применением сетки нитей, видимость которой регулируется диоптрийным кольцом. Линия, невидимо проходящая через центры окуляра и объектива, считается визирной осью. Соответствие ее положения конструктивным и геометрическим условиям относительно осей других узлов оптического прибора проверяется выполнением рабочих испытаний инструмента.

Рис.4. Устройство сетки нитей (а) и изображение в поле зрения окуляра в приборах Т30 (б), Т30М (в).

Инструкция по приведению теодолита в рабочее положение

Подготовка устройства является очень важным этапом перед проведением измерений.

Центрирование

Действие предполагает предварительный выбор, последующую установку теодолита точно над центром известного геодезического пункта. Обычно его проводят, используя оптический центрир. В иных случаях используют обычный строительный отвес.

Горизонтирование

Предполагает установку горизонтального круга, используя показания уровней в горизонтальное положение.

Его выполняют, завершив дополнительную проверку уровня алидады. Регулировку производят подъёмными винтами.

Фокусировка

Фокусировка устройства предполагает установку чёткого изображения. Точность установки оценивается по чёткости наблюдаемой сетки нитей. Её проводят медленным изменением положения диоптрийного кольца. Перемещение продолжается, пока не будет получено отчётливое изображение каждой нити.

Испытания и поверки теодолита

Получив прибор в эксплуатацию, необходимо обязательно провести испытания на соответствие его рабочим характеристикам. С каждым из них в укладочной коробке должна быть инструкция по эксплуатации или паспорт с техническими параметрами, комплектованием, устройством и особенностями данной конкретной модели, техническими и регламентными работами по обслуживанию, поверками, способами их проведения, юстировок и исправления, позволяющими привести прибор в рабочее состояние. У каждой конкретной модификации инструмента существуют свои конструктивные особенности. И полученное руководство, поможет правильно разобраться с эксплуатационными особенностями, отсчетными устройствами и другими характерными деталями теодолита.

Независимо от того, имеется ли в паспорте прибора отметка о его метрологической проверке, необходимо самостоятельно провести стандартные поверки. Весь комплекс испытаний, как правило, записывается в специальный журнал поверок с их результатами. В стандартные поверки по соблюдению геометрических условий осевых элементов теодолита входят поверки:

• взаимодействия деталей;
• уровней, компенсатора;
• устойчивости штатива и подставки;
• наклона горизонтальной нити сетки нитей;
• отвесности оси оптического центрира;
• определение наклона горизонтальной оси прибора относительно вертикальной;
• определения коллимационной ошибки и места нуля;
• определение коэффициента нитяного дальномера;
• определение рена отсчетного устройства.

Периодически, помимо обычно ежегодной метрологической проверки, в течение года проводятся регламентные работы по техническому обслуживанию.

Назначение и описание устройства

Постройка зданий – это не просто процесс, когда один человек загорается идеей и платит строителям, чтобы ее воплотить. Между этими действиями находится ряд нюансов. Главный – измерение местности, этим занимаются геодезисты. Они приносят с собой специальное оборудование и изучают все особенности ландшафта, прокладку дороги и т.п. На основании полученной информации подбирается оптимальный материал для строительства.

Оптический измеритель (теодолит) – профессиональный прибор высокой точности, который способен провести любые замеры, независимо от особенности местности.

Прибор способен провести съемку под любым углом и на любой поверхности, что делает его незаменимым инструментом при строительстве объектов. Кроме того, аппарат способен с максимальной точностью определить расстояние от точки А до точки Б. Чаще всего результат превосходит даже лазерные дальномеры.

Польза этого инструмента доказана на протяжении веков. Первые прототипы такого устройства появились еще в древней Греции и Риме. Оборудование можно использовать не только на суше, но и при мореплавании или строительстве железных дорог. Даже полярники используют этот аппарат для проведения профессиональных замеров.

Сегодня на рынке встречаются сотни моделей, которые гораздо совершеннее своих предшественников в техническом и ценовом плане. Можно найти изделие с небольшой погрешностью, но минимальной ценой, а также с абсолютной точностью, но и премиальной стоимостью.

Разновидности

В 2022 году встречаются десятки измерительных приборов, которые отличаются множеством элементов. Главные различия каждого аппарата происходят по ГОСТ 10529-96. Ориентируясь на представленные в этом документе показатели, человек быстро найдет подходящее устройство.

Различие по точности

Ориентируясь на этот параметр, покупатель сможет как приобрести высококачественное устройство, так и сэкономить несколько тысяч, но пожертвовать точностью. Всего существует три категории:

• Изделия с высокой точностью. Такие приборы обладают небольшой погрешностью, равной 2 угловым секундам;
• Точные. Погрешность таких конструкций в разы больше и составляет 10 угловых сек.;
• Технические. Этот вариант часто пользуется спросом в небольших компаниях. Его предельное значение составляет 40-60 угловых секунд.

Сфера применения

Кроме точности, изделия различаются по области использования:

• Маркшейдерскому – устройства средней точности, которые обладают широким диапазоном вертикальных настроек. Главное отличие конструкции заключается в наличии встроенного освещения для отчетного элемента, а также присутствует дополнительный компенсатор, который защищает корпус от взрыва. Оборудование используется на любой поверхности, а также может применяться под землей.
• Геодезические. Эти модели используют в строительстве, а также для измерения земельных и конструкторских измерений. Прибор отличается высоким процентом точности.
• Астрономические. Это самые первые модели, которые появились в прошлых веках. Предназначались для моряков и астронавтов, чтобы можно было получить более точные сведения о местонахождении корабля относительно земной поверхности. Кроме этого, приборы получили широкое распространение у картографов.

Природа носителя

Носитель играет важную роль в теодолите. Он может быть:

• Механические – самые первые приборы, у которых лимб изготавливался из металла. Все измерения проводились вручную, никаких вспомогательных окуляров не было. Для точности использовались лупы со специальной линейкой или шкалой.
• Оптические – классические модели, которые обладают стеклянным лимбом-кольцом. Весь отсчет осуществляется благодаря микрометру, а также микроскопу.
• Электронный – современное изделие. Теодолит отличается высокой точностью измерений, что позволяет использовать его в любой сфере. Главная особенность изделия в легкой настройке. Кроме того, все вычитания происходят благодаря микропроцессору, а показания отображаются на дисплее, что сводит ошибки к минимуму.

Также на точность продукта влияют материалы, из которых изготовлено оборудование.

Топ лучших электронных моделей

CST/Berger DGT10

Надежный электронный теодолит, который справится практически с любым измерением за короткий промежуток времени. Для удобства изделие оснащено электронным дисплеем, который отображает всю информацию о текущих замерах. Кроме того, прибор обладает встроенным оптическим дальномером, который обеспечивает наилучшее качество.

Благодаря такому прибору работа станет в разы эффективнее. Для удобства последние результаты сохраняются во внутренней памяти.

Средняя цена – 59 990 рублей.

CST/Berger DGT10

Достоинства:

• Изделие находится в Госреестре;
• Цена;
• Качественные измерения;
• Высокий срок эксплуатации;
• Надежность.

Недостатки:

• Не обнаружено.

Spectra Precision DET-2

Профессиональное устройство, обладающее высокой точностью (до 2 угловых секунд). Прибор имеет множество полезных функций, который упростят ежедневные замеры и сделают работу более продуктивной. Каждое значение отображается на встроенном монохромном дисплее. Для управления используется клавиатура. Оборудование можно эксплуатировать при любом освещении, на качество измерений это не повлияет.

Продается по цене: от 90 000 рублей.

Spectra Precision DET-2

Достоинства:

• Влагозащита;
• Удобный дисплей;
• Улучшенная защита от внешнего воздействия;
• Подсветка экрана;
• Легкое управление;
• Отображение на экране последних замеров.

Недостатки:

• Не выявлено.

VEGA TEO-5B

Отличный аппарат, который предоставит пользователю максимально точное измерение за небольшой промежуток времени. Присутствует двусторонний дисплей, что упростит работу в несколько раз. Точность прибора составляет 5 угловых секунд. Аккумулятор перезаряжаемый. Время автономной работы достигает 80 часов. В комплекте присутствует встроенный блок для батареек типа АА.

Средняя стоимость – 85 500 рублей.

VEGA TEO-5B

Достоинства:

• Хорошая сборка;
• Надежность;
• Высокий срок эксплуатации;
• Перезаряжаемый аккумулятор;
• Прочный корпус.

Недостатки:

• Высокая цена.