Оптический нивелир: основы работы и настройка своими руками

Характеристика устройств

Итак, давайте по очереди рассмотрим оба аппарата и начнём с теодолита.

Теодолит – оптическое устройство из геодезической группы, предназначенное для измерения углов, вертикальных и горизонтальных. Основными составляющими теодолита являются:

• лимб – стеклянный диск с изображением шкалы, на котором указаны градусы от 0 до 360;
• алидада – во многом схожий с лимбом диск, расположенный на той же оси, вокруг которой свободно вращается, имеет свою шкалу;
• оптика – объектив, линза и сетка нитей, необходимые для наведения на измеряемый объект;
• подъёмные винты – применяются для регулировки прибора в процессе наведения;
• система уровней – позволяет установить теодолит в вертикальном положении.

Также можно выделить корпус, в котором располагаются вышеназванные детали, подставку и штатив на трёх ногах.

Нивелир – особенности применения устройства

Назначение нивелира состоит в определении разницы, образующейся вследствие различий в уровнях размещения отдельных точек в пространстве, по отношению к принятой при измерении поверхности. Специалисты в области геодезии и топографии применяют прибор, чтобы исследовать особенности рельефа, а нивелир строительный используется рабочими, чтобы соблюсти заданные параметры в процессе СМР, а также при проведении ремонтов различной степени сложности.

Фактически данное приспособление позволяет произвести выравнивание поверхности в горизонтальной или вертикальной плоскости, придать объекту уклон под заданным градусом.

На открытой местности можно:

• разметить участок под фундамент;
• осуществить разбивку приусадебного участка по линиям высадки растительности;
• спланировать обустройство дорожек в саду;
• произвести работы землеустроительного характера.

В строительных и ремонтных работах появляется возможность:

• отметить линии для размещения коммуникаций;
• откорректировать горизонталь пола и вертикаль для стен;
• оценить корректность установки плинтусов и потолков;
• правильно установить окна и двери;
• произвести монтаж мебели встроенного типа.

Как заменить нивелир подручными средствами

Если у вас сломался нивелир или его вообще нет в наличии, вы можете сделать нивелир самостоятельно из подручных средств.

Как сделать гидроуровень на несколько метров

Вам понадобится прозрачная гибкая трубка с внутренним диаметром от 6 мм. Меньший диаметр способствует накоплению пузырьков, из-за чего возникает погрешность измерения. Длина трубки зависит от расстояния между точками.

1. Промойте трубку раствором с моющим средством, растворяющим жиры.
2. Налейте воды. Приложите один конец к первой точке, а другой к вертикальной плоскости второй точки и увидите, на каком уровне одинаковая высота.
3. Так можно пройти по периметру всей комнаты.
4. Если вам нужно провести уровень под потолком, то вовсе не обязательно лезть туда. Достаточно поставить метки на доступной высоте, а потом прибавить нужное расстояние.

Построение вертикальной плоскости

Допустим, вы хотите ровно повесить на стену картину или телевизор. Для этого не надо заморачиваться с гидроуровнями.

1. Возьмите нитку длиной 50–80 см и привяжите к ней не очень лёгкий предмет, например, ключ или гайку.
2. Удерживая свободный конец нити около стены, подвесьте ваш предмет рядом с местом крепления телевизора. И вы увидите линию, к которой нужно приравнять боковую грань.

Простейший лазерный нивелир своими руками

1. Возьмите кастрюлю. Налейте воды до краёв.
2. Положите на воду кусок пенопласта или дощечки так, чтобы поверхность выступала над кастрюлей.
3. Возьмите лазерную указку. Подключите её к батарейке или аккумулятору.
4. Положите на пенопласт или дощечку.

Вода будет сама настраивать ровную поверхность. Вам ничего регулировать не надо. Только поворачивайте лазерную указку в нужном направлении.

Самодельный нивелир из лазерной указки: видео

Использование лазерного нивелира значительно облегчает работу. Ознакомьтесь с характеристиками и особенностями выбора, чтобы подобрать прибор под свои потребности. Ну а если у вас его ещё нет, но возникла необходимость построить уровень, то воспользуйтесь подручными средствами.

Разновидности нивелиров

В настоящее время в продаже можно найти различные типы нивелиров, которые различаются своими характеристиками. В зависимости от точности таких приборов их принято разделять на три категории:

1. Технические, погрешность которых может достигать 10 миллиметров.
2. Точные — с погрешностью не более 2 миллиметров.
3. Высокоточные — с допустимой погрешностью 0,5 миллиметров.

До недавнего прошлого востребованы были оптические нивелиры, однако сегодня наибольшей популярностью пользуются измерительные приборы, которые построены на электронной и лазерной технологии.

Лазерные нивелиры отличаются компактными размерами, а для использования такого прибора не требуются какие-либо профессиональные навыки. Сегодня наибольшую популярность подобные приспособления получили в строительстве, где с их помощью можно вычислять горизонтальность даже небольших по своему размеру поверхностей. Лазерные модели способны рисовать светящуюся четкую линию, наличие которой позволяет наглядным образом установить имеющиеся отклонения от горизонтали, что значительно упрощает выполнение необходимых расчетов.

Оптические приборы используют специальную конструкцию из многочисленных линз, что и позволяет строить максимально точное изображение, получая данные по горизонтальности поверхности. Такой измерительный прибор отличается простотой конструкции и легкостью в использовании. Он состоит из следующих элементов:

1. Зрительной трубы.
2. Подставки.
3. Круглого уровня.
4. Штатива или треноги.

Схожие параметры

Из описания устройств можно понять, что между ними существуют как отличия, так и схожие черты. К последним можно отнести несколько моментов:

1. Внешний вид. Без соответствующего опыта теодолит и нивелир легко перепутать. Они обладают примерно одинаковыми размерами, чаще всего устанавливаются на штатив, оснащены похожими окулярами.
2. Наличие сложной оптики. И угломер, и нивелир оборудованы зрительной системой для наведения на отдаленные объекты, оснащены объективами и линзами для фокусировки.
3. Наличие уровней и винтовой системы. Оба устройства необходимо настраивать перед использованием по плоскости, чтобы получить точные и достоверные показания. Если сам инструмент будет перекошен, то провести грамотных измерений не получится.

К схожим чертам теодолита и нивелира можно отнести и сферу их применения. Хотя в конкретном использовании устройств есть отличия, оба они востребованы на строительных площадках и в ремонте и предназначены для осуществления измерений.

Для чего нужен нивелир?

Как правило, нивелиры разных типов повсеместно используются в строительстве и в геодезических работах. Современные лазерные и цифровые модели не требуют сложных вычислений, а работа с ними не представляет сложности даже для непрофессионала. При помощи нивелира на открытой местности:

•  размечают строительную площадку под фундамент будущего здания;
• выполняют разбивку сада или парка, проводя ровные параллельные линии для высадки кустарников и деревьев, а также монтажа ограды, строительства беседки либо парника;
• осуществляют распланировку садовых дорожек, тротуаров, площадок;
• выполняют землеустроительные работы и пр.

Во время строительства либо ремонта дома с нивелиром:

1. размечают линии прокладки коммуникаций;
2. контролируют горизонтальность пола, а также вертикальное положение стен и перегородок;
3. проверяют правильность монтажа плинтусов, подвесных и натяжных потолков;
4. устанавливают оконные и дверные блоки;
5. монтируют встроенную мебель и т.д.

Как используют нивелир?

Использование нивелира, особенно современных лазерных и цифровых моделей, существенно облегчает выполнение многих строительных и отделочных работ.

Что такое нивелир и его основные особенности

Нивелир является измерительным устройством, которое используется инженерами и строителями для определения высоты различных точек на плоскости. Главная задача этого прибора заключается в построении стабильной горизонтальной линии, с помощью которой определяются геометрические отклонения объектов.

Главной задачей нивелира считается построение стабильной горизонтальной линии

Работа с нивелиром требует понимания его принципа действия. Если заглянуть в окуляр современного приспособления, то можно заметить, что оно накладывает рисунок из линий на изображение объекта. Такая система называется визирной сеткой. Спроектированные линии располагаются не только в горизонтальной плоскости, но и по вертикали.

Наиболее технологичными и эффективными являются лазерные приспособления, которые проецируют линии визирной сетки непосредственно на необходимый объект. Построение нитей выполняется на 360°, что позволяет получить максимально точную картину расположения точек.

Большой популярностью пользуются лазерные нивелиры Бош, отличающиеся от других приспособлений качеством комплектующих деталей. При выборе конкретного устройства в первую очередь необходимо определить его назначение.

Наиболее эффективными и технологичными считаются лазерные устройства

Нивелир: это многопрофильный прибор, используемый в строительстве

Такие приспособления являются очень полезными в строительстве, они используются для выполнения разных задач. С помощью данного инструмента можно организовать работу по нанесению облицовочного материала на любую поверхность.

Это устройство также применяется опытными мастерами во время плиточной кладки. С его помощью гораздо проще выдерживать ровные линии, чем и обуславливается спрос на данное приспособление в строительной среде. Однако стоит сказать, что для облицовки рабочей поверхности плиткой понадобится инструмент, который рассекает луч на отдельные перпендикулярные пучки.

Нивелир – это универсальное устройство, которое может предназначаться и для других задач. Рассмотрим, в каких случаях используется этот прибор, помимо вышеперечисленных:

Нивелиры используют не только для строительства зданий, но и во время работ по внутренней отделке помещений

• для отделки лестничных маршей;
• монтажа различной бытовой техники;
• сборки и установки мебели.

Таким образом, эксплуатационная сфера устройства довольно широка. Работать с нивелиром не так сложно, как кажется на первый взгляд, – достаточно понять принципы функционирования прибора.

Достоинства и недостатки оптических и лазерных приборов

Среди главных преимуществ оптических нивелиров можно назвать их автономность, приемлемую цену и высокое качество измерений. Для работы с прибором не нужны ни батарейки, ни розетка. С другой стороны, в одиночку сделать замеры не получится. Для работы с нивелиром этого типа обязательно нужно два человека. Один фиксирует специальную линейку для нивелира с нанесённой на неё шкалой деления ценой 10 мм, тогда как его партнёр производит все необходимые замеры, параллельно записывая нужные сведения в тетрадь.

Цифры на рейке нанесены с шагом в 10 см, а значения от нуля до конца рейки – в дециметрах. Для удобства пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены ещё и вертикальной полоской, так что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной

Работа с нивелиром данной категории не отличается особой сложностью, поскольку прибор не привередлив к погодным условиям, обычно такие приборы изготавливаются из прочных материалов, имеют влаго- и пылезащиту. Главное − понять, как пользоваться нивелиром и рейкой.

Что же касается лазерных приборов, то они больше подходят для бытовых работ. Что же такое лазерный нивелир, и чем он отличается от оптического? Для них не требуется участие посторонних лиц, они универсальны и просты в использовании. Единственный недостаток – необходимость подключения к сети электроэнергии или использование батареек. В этом случае полезной может стать встроенная функция автоматического отключения. Она программируется пользователем на определённый период времени, после которого прибор отключается.

Схожие параметры

Человек, не разбирающийся в измерительной технике, может с лёгкостью перепутать теодолит с нивелиром. И это неудивительно, ведь как мы уже сказали, оба прибора относятся к одной геодезической группе устройств, применяемых для измерений на местности.

Также путаница может быть вызвана внешним сходством и одинаковыми элементами, входящими в состав приборов. К ним можно отнести зрительную систему, в составе которой имеется сетка нитей для наведения.

Пожалуй, на этом какие-либо значимые похожести заканчиваются. Теодолит и нивелир имеют гораздо больше различий, чем может показаться изначально. Тем не менее в некоторых ситуациях и при определённых условиях эти приспособления могут заменять друг друга. Но об этом мы поговорим чуть позже. А сейчас давайте рассмотрим наиболее важный вопрос, а именно отличительные черты теодолита и нивелира.

Ручные и автоматические модели

Данная классификация базируется на типе выравнивания устройств – он может быть автоматическим или ручным. Итак, для начала следует разобраться с вопросом: автоматический нивелир – что это такое? Фото ниже демонстрирует пример такой модели. Этот вариант еще называется самовыравнивающимся, так как он определяет оптимальное положение штатива независимо от характеристик поверхности, на которой установлен прибор.

Ручные модели в этом смысле менее удобны, так как их должен корректировать сам пользователь. Для упрощения задачи специалисты рекомендуют приобретать электронные модификации с наличием компенсаторов

Но важно учитывать, что и стоимость таких версий выше, чем обычных нивелиров. Для работы в помещении их технические достоинства могут быть излишними, однако на открытом грунте все же рекомендуются именно такие уровни

Какие конструктивные особенности имеет теодолит

Схема устройства теодолита.

Теодолит является прибором, позволяющим измерять на местности горизонтальные и вертикальные углы. Первые теодолиты имели линейку, которая помещалась на самом острие иглы в центре угломерного круга. Вращение линейки на острие иглы напоминало движение стрелки компаса.

Линейка имела специальные вырезы, через которые были протянуты нити, играющие роль отчетных индексов. Угломерный круг в центре совмещался с вершиной измеряемого угла, после чего он надежно закреплялся.

Затем первая сторона угла совмещалась с линейкой, которую поворачивали, беря во внимание отсчет №1 согласно шкале, которую имел угломерный круг. Вторую сторону угла затем совмещали с линейкой, отмечая отсчет №2

Далее находили разность между значениями отсчетов №2 и №1, а результат равнялся величине угла. Подвижную линейку называли алидадой, а слово «лимба» являлось названием угломерного круга. Чтобы совместить линейку и стороны угла, использовались визиры, которые были еще на примитивном уровне.

Приспособления, входящие в состав конструкции теодолита

Схема измерения вертикального угла теодолитом.

Для современных теодолитов характерны те же принципы работы и названия элементов конструкции. Идея измерений углов связана с наличием зрительной трубы, совмещающей алидаду и стороны угла. Труба должна приводиться во вращение не только по высоте, но и по азимуту.

Прибор имеет приспособление по шкале лимба, которое позволяет делать отсчет. Для конструкции теодолита предусмотрен прочный кожух из металла. Чтобы алидада с лимбой приводились в плавное вращение, предусмотрена система осей.

Процесс движения по кругу данных элементов регулируется с помощью зажимных наводящих винтов. Чтобы установить теодолит на поверхности земли, используют специальный штатив. Предусмотрен и оптический центрир (нитяной овес), позволяющий совместить отвесную линию и центр лимба.

Стороны угла при его измерении должны быть спроектированы на плоскости лимба вертикальной плоскостью, которая является подвижной и носит название коллимационной. В ее образовании участвует визирная ось зрительной трубы, когда происходит ее вращение вокруг собственной оси.

Теодолит имеет, в свою очередь, горизонтальную и вертикальную нити, расположенные по диаметрам. Благодаря этим нитям осуществляется визирование. При расположении двух горизонтальных нитей на равном расстоянии от нити простого креста, которая является горизонтальной, их называют дальномерными.

Устройство нивелира

Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением. Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:

• крепления на штативе;
• выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
• точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.

При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).

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.

Ермак 659-022 – от 3000 руб.

Ермак родом из Китая – именно так можно сказать про эту модель бюджетного построителя. Несмотря на то, что устройство пользуется большим спросом, найти в продаже Ермак 659-022 не так-то просто, равно как и подробное описание изделия. Устройство не отличается высокой точностью, поэтому использовать его рекомендуется только в небольших помещениях. По отзывам отделочников желательно еще и проверить качество настройки прибора перед его эксплуатацией.

Учитывайте, что имеющуюся в нем функцию самонивелирования отключить не получится. В указанную стоимость входит штатив, кейс, очки и две батареи АА. С таким прибором можно проводить практически все работы в квартире, начиная выравниванием потолка и заканчивая монтажом полок на стену.

Небольшой обзор от человека, который приобрел этот нивелир для изготовления ниши из гипсокартона.

Устройство прибора

Многообразие моделей огромно, однако принцип устройства лазерных уровней одинаков для всех моделей.

Светодиод большой мощности служит излучающим источником. Как правило, применяют двух цветов – зеленого либо красного. Такие лучи более яркие и лучше заметны. Лучи такого излучателя имеют определенную длину волны, низкую теплоотдачу. Им не страшны механические повреждения и экономны в потреблении энергии. Конструкция с лучом зеленого цвета является инновацией, она немного дороже и поглощает больше энергии.

Различные линзы и призмы представляют собой оптическую систему, необходимую для направления и формирования луча. Система линз может быть как подвижной, так и фиксированной.

Также имеется система управления, представляющая собой панель кнопочного управления. В некоторых моделях имеется пульт управления.

Питание идет от батарей либо аккумулятора. В последнем случае в комплект входит блок питания для зарядки.