Что такое нивелир и для чего

Что такое нивелир и для чего он нужен?

Одно из важнейших условий, которое должно соблюдаться во время строительства самым тщательным образом – безукоризненная горизонтальность и вертикальность соответствующих плоскостей.

Без этого возведённая конструкция получится непрочной и не слишком надёжной даже внешне. Вертикальность возводимых стен легко проверить, используя отвес – обычную верёвку с привязанным грузом. Для проверки горизонтальных плоскостей сегодня используется особый прибор, называемый нивелиром.

Что такое нивелир?

Приборы с таким названием широко используются в строительстве и в геодезии. С их помощью определяется величина отклонения точек от условно заданной плоскости, в качестве которой, как правило, выступает либо строго горизонтальная, либо вертикальная поверхность.

Сегодня существует несколько типов нивелиров, функционирование которых базируется на разных принципах, однако все они обладают двумя основными элементами – ригельной трубой при уровне и компенсационным механизмом наклона. Чтобы корректировать положение трубы в горизонтальной плоскости, используется специальный винт, называемый элевационным.

Классы точности нивелиров

Важным параметром нивелира является точность его измерений. Все приборы по этому признаку подразделяются на три класса:

— технические, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 2 мм до 10 мм на каждый километр двойного хода;

— точные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,5 мм до 2 мм на каждый километр двойного хода;

— высокоточные, допускающие квадратичную ошибку в пределах от 0,2 мм до 0,5 мм на каждый километр двойного хода.

Как правило, технические нивелиры используются для предварительной геодезической съёмки, привязки плана строительства к местности и начальной разметки стройплощадки. В дальнейшем, особенно при возведении масштабных и ответственных объектов, используются только точные и высокоточные приборы.

Виды нивелиров по принципу работы

В зависимости от конструкции, различают следующие виды нивелиров:

— геометрические, испускающие визирующий луч, которому сообщается горизонтальная ориентация, а отметка точек на местности производится при помощи специальных реек;

— тригонометрические, или теодолиты, использующие наклонный луч к контрольной точке, причем после снятия замеров необходимо выполнить сложные вычисления;

— гидростатические, наиболее простые по конструкции, которые используют свойство жидкости устанавливать один и тот же уровень в сообщающихся сосудах;

— оптикомеханические, в которых применяется световой луч и рейки с нанесёнными делениями, а также оптическая труба для снятия замеров;

— лазерные, использующие для отметки точек лазерный луч, чем достигается простота и наглядность снятия замеров, а также появляется возможность работы с плоскостями, а не только с точками;

— цифровые, построенные на оптическом либо лазерном принципе, в которых расчётная часть выполняется микроэлектронным процессором на основе полученных результатов замеров.

В отдельных случаях для нивелирования могут использоваться барометры, радиолокаторы, эхолоты и другие специфические приборы.

Для чего нужен нивелир?

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, 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:

— размечают линии прокладки коммуникаций;

— контролируют горизонтальность пола, вертикальное положение стен и перегородок;

— проверяют правильность монтажа плинтусов, подвесных и натяжных потолков;

— устанавливают оконные и дверные блоки;

— монтируют встроенную мебель и т.д.

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

Что такое нивелир: описание и характеристика

Геодезисты и другие специалисты строительного дела часто для работы используют нивелиры. Что это такое и как работает? Так называется специальный прибор, который используется при проведении крупных масштабных измерений на открытой местности, при выполнении ремонтных работ или возведении сложных объектов.

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.

Подробные характеристики

Среди новичков и профессионалов больше всего популярны нивелиры оптического, лазерного или цифрового типа. Ниже они будут рассмотрены более подробно.

Описание оптико-механических устройств

До недавнего времени такие приборы считались наиболее используемыми во всех сферах, где они были нужны. Они отличаются доступной ценой, с их помощью измерения производятся с максимальной точностью, также они надежно показывают себя в применении независимо от условий.

Ключевой элемент подобного прибора — это зрительная труба с увеличением в 20−34 раза. Она стоит на трегере, высоту можно регулировать. Также на устройстве имеется цилиндрический уровень, предназначенный для горизонтального выравнивания, а еще элевационный винт — чтобы было легче ориентироваться в пространстве.

Перед началом работ нивелир нужно поставить на штатив, а затем строго выровнять горизонтально с помощью подъемных винтов. Определить данное положение можно посредством встроенного пузырькового уровня. Затем с помощью визира труба наводится на поставленную рейку, а потом вращением окулярного кольца настраивается на резкость.

Точная фиксация на рейку выполняется за счет наводящего и фокусировочного винтов, все показания будут сняты и записаны, после чего можно приступать ко второй точке.

Лазерные приборы, их применение и виды

Лазерные нивелиры в последнее время стали пользоваться большой популярностью и уверенно отодвигают старые оптические приборы на второй план. По сравнению с ними они обладают такими преимуществами, как:

• удобство и простота применения;
• компактный размер;
• универсальность.

С помощью современных лазерных устройств можно не только в традиционной форме точно выполнить измерения, но также одновременно по нескольким плоскостям выстроить идеально прямые линии. В основе работы данного устройства лежит поток света. Он фокусируется на местности как четкая линия или яркая точка с помощью системы линз. А свет излучается посредством специального светодиода, находящегося в пластиковом корпусе вместе с линзами. Корпус помогает защитить систему от ударов, повреждений и загрязнений, а еще в нем находится вмонтированный уровень, с помощью которого устройства выравниваются горизонтально.

Работать с такими приборами очень легко и просто. Лазер ставят на ровную поверхность или же штатив и выравнивают. С помощью направленного луча на поверхности отмечается точка или линия, которая нужна для работы. При геодезической работе на открытых участках лучи направляют на рейки, а данные фиксируются в журнале. Лазерные приборы больше предназначены для внутренних строительных или ремонтных работ, поскольку при ярком свете и на большом расстоянии луч может потерять яркость и будет плохо виден. Помимо этого, «рабочая» дальность, как правило, не превышает 30 метров.

В числе других недостатков лазерных приборов — высокая стоимость, а также зависимость от электропитания, без которого они долго не смогут проработать.

Лазерные нивелиры подразделяются на проекционные и ротационные.

Проекционные приборы

Такие устройства способны строить плоскость посредством призмы. Сектор построения составляет от 120 и в некоторых случаях до 180 градусов. Лазерный луч попадает на призму и рассеивается. Без специального детектора дальность построения равна 10−50 метрам, а точность — около 0,3 мм/м. Каждый метр дистанции от устройства до стены может создавать ошибку линии вверх-вниз на указанную величину.

Проекционные нивелиры, в свою очередь, бывают точечными, линейными или комбинированными. Точечные строят от 3 до 5 разнонаправленных точек, линейные способны проецировать линии как по вертикали, так и по горизонтали, а комбинированные могут рисовать как точки, так и линии.

Нивелиры ротационного типа

В этом случае плоскость строится за счет вращения лазерного луча. Вращение происходит с регулируемой частотой до 600 оборов в минуту, в итоге вокруг устройства появляется замкнутая линия. Для получения вертикальной плоскости его нужно повернуть на 90 градусов.

Данные нивелиры подходят для работы на больших расстояниях. И если проекционные устройства при наличии приемника излучения имеют дальность до 100 метров, то у ротационных данный показатель будет выше. С их помощью можно работать в больших помещениях или на улице, но и стоимость их, по сравнению с проекционными, выше.

А еще они работают не только в ротационном режиме. Отдельные модели могут в ограниченном секторе строить линии или проецировать точки. Работа облегчается благодаря наличию дистанционного направления, если вы находитесь на расстоянии от прибора.

Цифровые нивелиры

Под цифровыми нивелирами понимают устройства оптического или лазерного типа, дополнительно оснащенные высокотехнологической электроникой. При получении сигнала они автоматически отражают требуемые показатели.

Сначала нивелир устанавливают в нужном месте и в правильном положении, затем он наводится на установленную штрих-кодовую рейку. Далее, снимается отчет путем нажатия кнопки. Все полученные сведения тут же отобразятся на мониторе, а некоторые модели позволяют на месте произвести требуемые для работы расчеты. Вся информация может сохраняться в памяти прибора и переноситься на другой носитель.

Такой вариант для работы идеален, но его стоимость слишком высока. Такие нивелиры применяются преимущественно на крупных и сложных объектах, в частности, при возведении дамб, мостов, тоннелей и т. д.

Выше вы узнали, что представляют собой нивелиры, и какими они бывают. Но прежде чем приступить к работе с данными устройствами, нужно тщательно ознакомиться с их инструкциями и строго соблюдать все приведенные там рекомендации. Помните, что точные данные можно получить лишь при правильном применении данного прибора.

Что такое нивелир: определение, применение, производитель и виды и назначение

При проведении строительных и геодезических работ очень часто можно услышать такое понятие, как нивелирование. Оно подразумевает под собой измерение разности в высоте между двумя различными точками на местности. Для проведения подобных измерений используется специальный прибор – нивелир. В повседневной жизни его зачастую сравнивают с обычным уровнем. Но это не совсем верно. Чтобы точнее понять, что такое нивелир, необходимо подробнее рассмотреть его основные характеристики, виды и принцип работы. Об этом можно узнать из данной статьи.

Что такое нивелир и нивелирование

Слово «нивелир» пришло к нам из французского языка. Его можно перевести как «ставить в уровень». Под этим понятием принято понимать геодезический инструмент, с помощью которого определяют отличие высот между различными предметами (их называют точками) на местности в сравнении с выбранным уровнем. Чаще всего прибор относят именно к геодезии. Но он применяется и в других областях, где необходимо выровнять поверхность строго по вертикали или горизонтали, придать предмету определенный угол наклона.

Говоря другими словами, нивелирование представляет собой определение отклонения точки от условной плоскости, которая выбирается специалистом. В качестве последней обычно выбирают плоскость, которая находится в строго вертикальном (горизонтальном) положении.

Применение устройства

Понять, что такое нивелир, будет недостаточно для того, чтобы определить все его функциональные возможности. Используется он во многих областях деятельности. Чаще всего его можно встретить в строительстве и геодезии.

Если говорить об использовании нивелира в бытовой сфере, то можно выделить такие виды работ, как: земелеустроительство, возведение фундамента, разбивка садового участка, планировка дорожек и площадок, прокладки коммуникаций, контроль за уровнем установки окон, встроенной мебели, дверей и так далее.

Разнообразие моделей

В настоящее время существует несколько разновидностей нивелиров. Они различаются между собой конструкцией, характеристикой, принципом измерения. Но все они имеют несколько одинаковых элементов. В их конструкцию обязательно входят ригель с уровнем и компенсационный механизм наклона. Положение ригельной трубы в горизонтальной плоскости регулируется с помощью винта, который принято называть элевационным.

Остальные параметры зависят от производителя и выбранной модели. К примеру, большой популярностью у покупателей пользуется продукция компании «Волма». Нивелир данной компании подходит и профессионалам, и начинающим мастерам. Китайский нивелир Condtrol занимает одну из лидирующий позиций среди недорогих, но неплохих по качеству приборов.

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.

Способы нивелирования

Нивелирование проводится различными способами. В зависимости от этого изменяется конструкция и принцип действия устройства. С учетом данных показателей нивелир (уровень) подразделяется на следующие виды:

• Геометрический. Точки на местности определяются с помощью специальных реек. Прибор подает луч, который должен пересекаться с рейкой. В месте пересечения определяется высота линии над поверхностью. Эти значения сравнивают для всех точек и получают их разность. Имеется у данного устройства существенный недостаток. Он заключается в ограниченности длины рейки. Поэтому на местности с большими перепадами высоты (к примеру, холмистый участок) прибор данного вида использовать нельзя.

• Тригонометрические. Подобные приборы называют теодолитами. Для начала измеряют точное расстояние между выбранными точками. Из прибора идет наклонный луч к контрольной точке. Определяется угол наклона. После проведения всех измерений, выполняется ряд сложных вычислений с использованием специальных формул.

• Барометрические. Принцип их действия заключается в измерении давления воздуха с помощью барометров. Зная величину давления, определяют с помощью вычислений высоту в каждой точке, а затем и разность между ними. Применяется этот прибор в тех же ситуациях, что и тригонометрические устройства.

• Оптико-механический, который подразумевает использование реек. Нивелир оптический оснащен трубой для визуального осмотра и специальную конструкцию, которая позволяет выставить устройство в горизонтальном положении.

• Гидростатический. В основу его работы положен принцип сообщающихся сосудов (гидроуровня). Заключается он в том, что в соединенных между собой емкостях жидкость находится на одном уровнем. Наиболее простым примером может быть заполненный водой шланг с поднятыми краями. Недостатком подобного прибора является неточность его измерений при попадании пузырьков воздуха в систему. Подобная конструкция нивелира широко используется в бытовых целях (к примеру, при строительстве, установке по уровню стиральной машины и так далее).

• Радиолокационные. Подается звуковой сигнал, который проходит к контрольной точке с известной скоростью. По времени, за которое звук достигнет точку, высчитывается расстояние. Прибор сам проводит необходимые расчеты и при этом рисует рельеф местности.

• Лазерный уровень (нивелир) отличается высокой точностью измерений. Он проецирует луч света на любую поверхность.

• Цифровые. Они отражают все результаты измерений в цифровом виде. Отдельные модели обладают способностью анализировать полученные значения. Это высокоточные приборы, с которыми можно справиться в одиночку. Но они стоят дороже других видов. К тому же, они подвержены механическим воздействиям.

Наиболее популярными являются оптические, лазерные и цифровые приборы. Существуют еще и другие виды нивелиров. Но они используются в узких специализациях.

Оптические приборы

Нивелир оптический отличается высокой точностью измерений. Его погрешность находится на низком уровне. Среднеквадратичная погрешность достигает всего несколько миллиметров.

Конструкция прибора проста. Большинство моделей отличается между собой лишь внешне. Устройство отличается долговечностью. При бережном обращении он прослужит долгие годы.

Еще одно преимущество – универсальность. Это позволяет использовать его при проведении строительных и геодезических работ, в промышленности, при определении высоты объекта, установке уровня размещения опалубки и других видах работ.

Цифровые нивелиры

Приборы данного вида способны запоминать полученную информацию. Они гораздо быстрее других устройств производят необходимые расчеты. При этом данные обрабатываются с высокой точностью.

Чаще всего цифровые нивелиры используются для работы на ландшафтной местности. Они позволяют определить сползание грунта, оседание зданий. Они применяются при строительстве мостов, тоннелей, высотных зданий и других сооружений.

Лазерные устройства

Нивелиры данного вида могут использоваться даже новичками. Они не требуют специальных навыков и знаний. Они максимально автоматизированы.

Лазерные нивелиры по своей конструкции и назначению делятся на:

• Ротационные, которые оснащены серводвигателем. Луч преломляется в призме под прямым углом и вращается вокруг своей оси за счет серводвигателя. Таким образом охватывает ротационный лазерный нивелир 360 градусов.

• Проекционные, которые могут применяться только внутри помещения. За счет установленной призмы прибор проецирует несколько плоскостей одновременно. Дальность луча составляет 35 м.

Использование внутри помещений обусловлено тем, что луч плохо заметен на ярко освещенных участках. Кроме того, лазер не может проецировать линии на расстояние, превышающее 30 м.

Лучшие производители

Среди производителей нивелиров можно выделить следующие компании:

• «Бош». Данная компания известна во всем мире высоким качеством своей продукции. Нивелир «Бош» — не исключение. Производитель предлагает товары в различных ценовых категориях. Но высокое качество остается неизменным.

• «Ада» — производитель из Китая. Этот производитель предлагает комбинированные приборы с хорошим набором опций. Они устойчивы к высокой влажности и изменениям температуры.

• «Кондтрол» — еще один китайский производитель.

• «Матрикс» — немецкий вариант невелиров. Предлагает бытовые устройства высокого качества.

• «Капро» (Германия) – лучший вариант для тех, кто ищет приборы для работы в помещении.

Это лишь незначительная часть производителей. Их гораздо больше, в чем можно убедиться, просмотрев предложения на рынке.

Рейтинг приборов

Существует рейтинг устройств, который позволяет определить лучшие модели. В его основу могут быть положены различные характеристики.

Среди линейных лазерных приборов пользователи выбирают нивелир «Бош PLL 360 SET». Он отличается высоким качеством. Стоит он порядка 9 тысяч рублей.

Лучшим недорогим нивелиром признан «Дефорт ДЛЛ-10МТ-К». Он отличается большим разнообразием возможных опций, высокой точностью измерений (0,3 мм). Стоит данный прибор всего 1,2 тысячи рублей.

Лучшим комбинированным устройством является нивелир Condtrol UniX 360 Set. Он к тому же обладает привлекательным внешним видом. Стоит он в районе 10 тысяч рублей.

Нивелир

Нивели́р (от фр. niveau — уровень, нивелир) — геодезический инструмент для нивелирования, то есть определения разности высот между несколькими точками земной поверхности относительно условного уровня т.е определение превышения.

Содержание

Работы, выполняемые нивелиром

1. Геометрическое (нивелиром и рейками);
2. Тригонометрическое (угломерными приборами (в осн. теодолитом посредством измерения наклонения визирных линий с одной точки на другую);
3. Барометрическое (при помощи барометра).
4. Гидростатическое (основано на свойстве жидкости сообщающихся сосудов всегда находиться на одном уровне, независимо от высоты точек, на которых установлены эти сосуды)
5. Радиолокационное (производится с помощью радиовысотомеров и эхолотов, установленных как на воздушных, так и на водных судах, автоматически вычерчивающих профиль проходимого пути)

Геометрическое нивелирование

Во время геометрического нивелирования превышение между точками получают как разность отсчётов по рейкам при горизонтальном положении визирной оси нивелира. Этот метод является наиболее простым и точным, но позволяет с одной постановки прибора получить превышение не более длины рейки, поэтому при больших превышениях в горной местности его эффективность падает.

Определение превышения заключается в визировании горизонтальным лучом с помощью нивелира и отсчета разности высот по рейкам. где — отсчет по задней рейке; — отсчет по передней рейке;

Точность отсчета по рейкам составляет от 1-2 мм (техническое нивелирование) до 0.1 мм (нивелирование I класса).

На рисунке показано нивелирование методом «из середины», также существует метод «вперед»

Тригонометрическое нивелирование

При тригонометрическом нивелировании превышение между точками определяют по измеренным вертикальным углам и расстояниям между точками (горизонтальным проложениям). Тригонометрическое нивелирование позволяет с одной станции определить практически любое превышение между точками, имеющими взаимную видимость, но его точность ограничена из-за недостаточно точного учёта влияния на величины вертикальных углов оптического преломления и уклонений отвесных линий, особенно в горной местности.

Превышение определяется по измеренному теодолитом (кипрегелем, эклиметром) углу наклона линии визирования с одной точки на другую (α) и расстоянию между этими точками (S). Тригонометрическое нивелирование применяется при топографической съемке и других работах.

Барометрическое нивелирование

Превышение определяется по значениям атмосферного давления при помощи полной барометрической формулы

Гидростатическое нивелирование

Основано на свойстве жидкости в сообщающихся сосудах находиться на одном уровне вне зависимости от высоты расположения сосудов. Этот метод имеет высокую точность, позволяет определять разность высот между точками при отсутствии взаимной видимости, но измеряемая разность высот ограничена длиной наибольшей из трубок, соединённых шлангами.

Построение плоскостей

Вертикальное проектирование или построение плоскостей выполняется электронно-механическими прибором Зенит-прибором или лазерным уровнем.

Зенит-прибором (прибором оптического вертикального проецирования) переносят точки по вертикали. При возведении высоких зданий и сооружений положение стен и других элементов на каждом этаже проверяют от осей. Точки пересечения осей проецируют оптическим или лазерным лучом зенит-прибора . [1] .

Отметки проецируются с использованием принципа вращения лазерного луча и оптической системы, позволяющей развернуть луч в линию. Основное достоинство лазерного уровня — простота в работе, не требующая специальных навыков по настройке прибора, и возможность проведения работ только одним человеком. Такие уровни применяются в строительстве. Многие модели лазерных уровней имеют также возможность построения наклонных плоскостей и отвесных линий.

Для приведения нивелира в рабочее положение служат подъёмные винты подставки, для точного горизонтирования визирной оси при взятии отсчёта — элевационный винт.

Маркировка нивелиров, выпускаемых в России, состоит из буквенно-цифрового кода примерно такого вида: 3Н2КЛ. Здесь цифра 3 обозначает модификацию прибора, буква Н — нивелир, цифра 2 — среднеквадратическая погрешность на 1 километр двойного хода в миллиметрах, К — обозначает наличие компенсатора, Л — наличие горизонтального лимба для измерения горизонтальных углов (обычно с точностью порядка одного градуса).

Современные оптические нивелиры оснащены автоматическим компенсатором — устройством автоматической установки зрительной оси прибора в горизонтальное (рабочее) положение. В нивелирах с компенсатором цилиндрический уровень, параллельный оси зрительной трубы, может отсутствовать. В большинстве нивелиров также имеется круглый уровень для грубого горизонтирования инструмента.

Все оптические нивелиры имеют также нитяной дальномер для определения расстояний по рейке. Это связано с необходимостью контролировать равенство плеч при нивелировании способом «из середины».

По точности нивелиры делятся на высокоточные, точные и технические. Высокоточные оптические нивелиры снабжены микрометренной пластиной или съёмной насадкой для взятия отсчётов по штриховой инварной рейке. Для технического нивелирования, а также нивелирования III и IV классов точности обычно применяются шашечные рейки.

Помимо оптических, в последние годы получили распространение цифровые нивелиры. Они используются со специальной штрихкодовой рейкой, что позволяет автоматизировать взятие отсчёта. Цифровые нивелиры обычно оснащены запоминающим устройством, позволяющим сохранять результаты наблюдений.

В настоящее время существует терминологическая путаница понятий построитель плоскостей и Лазерный нивелир. Сам по себе такой прибор не является измерительным, т.е. нивелиром. Однако при наличии измерительной нивелирной рейки и достаточной стабильности указания уровня (в соответствии требованиями точности измерения для оптических нивелиров по ГОСТ 10528-90), эти приборы можно считать нивелирами. Если же требования по точности измерения, которые можно выполнить по проецируемой линии, не соответствуют этим требованиям, подобные приборы следует считать лазерными уровнями (большинство бытовых приборов), что соответствует функциям строительных уровней согласно ГОСТ 9416-83 по проверке горизонтальных и вертикальных плоскостей, но не измерению разности высот!

Что такое нивелир? Описание, особенности, виды и применение нивелира

Нивелир стал одним из первых инструментов в геодезии. Дебютная модель описана Героном Александрийским. Греческий математик жил во 2-ом веке до нашей эры.

В своих трудах Герон описывает два сообщающихся сосуда с водой. Это и есть первый нивелир. Простейшей моделью может считаться, так же, шланг с приподнятыми краями и водой внутри.

Работать с ним нужно двум людям. Принцип сообщающихся сосудов показывает при растяжении шланга разность высот в двух точках поверхности.

На современных моделях концы трубки с водой выведены в колбы с мерными делениями. Однако, после изобретения Герона появились, так же, электронные и лазерные нивелиры. Последние считаются верхом совершенства. Доберемся до него.

Описание и особенности лазерного нивелира

Лазерный нивелир стал первым, лишенным оптики. Ее к уровням приставил еще Галилео Галилей. Он усовершенствовал прибор Герона в 1609-ом году.

С тех пор работа со всеми нивелирами велась через взгляд в окуляр. Смотрели в ограниченном направлении на рейку. Последнюю держит человек, и в окуляр смотрит человек. Работать нужно вдвоем.

Электронные нивелиры позволили работать отдельно, сохранять и передавать информацию, вести автоматические вычисления, но ударили по карману.

Золотой серединой стал лазерный уровень. Термин идентичен понятию «нивелир», взятому из французского языка.

Лазерный уровень-нивелир представляет собой корпус на штативе. Коробка прибора покрыта латексом. Он блокирует попадание в корпус пыли.

Она вредит работе внутренних диодов. Лампочки создают мощный поток света. Он фокусируется в линзах. Для яркости и четкости, луч зеленый или красный.

Впрочем, на активном солнце линия теряется. Приходится отбивать уровень в сумерках. В закрытых же помещениях создать затемнение легко. Работы ведутся круглосуточно.

Созданный для геодезистов, нивелир быстро стал универсальным прибором. Его используют строители, военные. Как именно, расскажем в отдельной главе.

Пока же, вернемся к особенностям лазерного уровня. Создавая видимую линию, он упрощает работу с отходом от аппарата и отметкой точек на местности.

По ней луч «бьет» на несколько десятков метров. Уровень аппарат выравнивает автоматически. Внутри коробки прибора есть ответственные за это система маятников, или электронный модуль.

Ручная регулировка в лазерных уровнях – редкость. В ее случаях в коробку нивелира встроен пузырьковый прибор. Он подобен обычному строительному уровню из дощечки со шкалой жидкости и капсулой воздуха в ней. Когда пузырек по центру, расчеты верны.

Купить лазерный уровень стремятся не только из-за быстроты и простоты работы с ним. Прибор еще и погрешность дает минимальную. На каждый метр это лишь десятые доли миллиметра.

Соответственно, на расстоянии в 10 метров погрешность лазера не превысит 0,1 сантиметра. При этом, специальной подготовки нивелира к работе не требуется. Достал прибор из чехла, и вперед.

Светодиоды в лазерном уровне экономны с точки зрения потребления энергии и мощны по коэффициенту полезного действия.

За счет последнего уровень остается прохладным, избегает перегрева. Отсутствие нити накала исключает поломки при ударах нивелира, к примеру, его падении.

Температурный режим большинства нивелиров лазерного типа лежит в диапазоне от -10-ти до +40-ка градусов. Российские магазины стараются закупать уровни, работающие и при -20-30-ти градусах. Однако, такие модели дороже. Их применение в помещениях неоправданно.

Виды лазерных нивелиров

Лазерные аппараты подразделяются по дальности действия и характеру подаваемых лучей. В точечных моделях, к примеру, светодиоды формируют лишь пятнышки.

Сплошной линии лазера нет. Зато, точки аппараты серии уводят на расстояния до 40-ка метров. Удобно применять в просторных помещениях и на природе.

Направлений света у точечных нивелиров от 1-го до 5-ти. В ряде моделей есть как вертикальные, так и горизонтальные «стрелки». Это позволяет выставлять с помощью уровней категории отвесы.

В отделке помещений, к примеру, это строгогоризонтальные линии. Порой, их по старинке контролируют висячими сверху вниз нитками с грузиками. Однако, пользоваться нивелиром быстрее, точнее и проще.

Для бытовых нужд созданы карманные уровни точечного типа, к примеру, лазерный нивелир Bosch PLL-5. Он выстраивает лишь 1-ин показатель. Для каких нужд этого достаточно, расскажем в следующей главе.

Второй тип лазерных нивелиров – линейный. Здесь работа ведется уже со сплошными метками. Распределяются они на 180 градусов. Линий минимум 2-е.

Столько, к примеру, дает лазерный нивелир ADA Cube mini. Прибор в виде куба образует лазерный крест, претендует на самый миниатюрный и, при этом, точный из карманной серии.

Лазерный нивелир Cube – новинка 2015-го года. В аппарате подкачивает яркость света. На больших площадях линии расплываются, теряются. Зато, у Cube компактный корпус.

Его ширина меньше 5-ти сантиметров. Коробка противоударная, сверхпрочная. Работает нивелир около 20-ти часов.

В обычном размерном ряде линейных уровней упомянем лазерный нивелир Gll-2 Professional. Он тоже выводит 2-е линии, пересекающиеся под прямым углом.

Строители именуют их крестом. Пользоваться его «услугами» можно 15 часов. Ровно настолько хватает блока питания прибора.

Линейные нивелиры позволяют вымерять плоскости. Разметка наносится сразу на пол, потолок и стены. Сие – плюс для крупных строительных бригад. Почему? Об этом в следующей главе.

Ступенью выше линейных и на пару уровней ценнее точечных находятся ротационные нивелиры. В них есть вращающаяся лазерная головка.

С ее помощью разметка распространяется уже на 360 градусов. Это отражено в названиях многих приборов. Достаточно вспомнить лазерный нивелир 360 Control Red.

Охватывая большие площади, ротационные уровни используются на масштабных объектах. Линейные модели бьют лишь на 2-20 метров. Пример среднего показателя уже упоминался, это лазерный нивелир Gll-2 Professional.

Превзойти ротационный лазерный нивелир способны лишь комбинированные модели. Эти аппараты из профессионального мира имеют дополнительные насадки, являясь комплексом нескольких, а то и всех, уровней.

Применение лазерного нивелира

Простые вопросы бытового плана в состоянии «решить» точечные нивелиры. Ими соотносят уровень креплений для полок, шкафов, картин. Иногда, точечные аппараты помогают при наклейке обоев.

Простейшие точечные нивелиры с одним показателем, по сути, являются дальномерами. Такие определяют расстояние до объекта и устанавливаются вы дополнение на профессиональные уровни.

Если предстоят уличные работы и стоит выбор меж бюджетным линейным нивелиром и точечным, лучше последний.

Лучи на местности, особенно днем, потеряются. Точки же аппараты простреливают добротно. Отметки видно на солнце. К тому же, бьют точечные нивелиры, как правило, дальше линейных.

Линейные уровни – благо для отделочников. Выставил линии, и натягивай по ним потолки, или выравнивай их гипсокартоном.

Возможность разметить помещение сразу в нескольких плоскостях – благо для одновременной работы мастеров разного профиля. В одном уголке кладут плитку, в другом – лаги на пол, а в третьем работают с теми же потолками.

Ротационные нивелиры хороши для уличных объектов. Лучи аппаратов бьют на 50-400 метров. Не удивительно, что именно ротационные уровни взяты на вооружение военными.

Но, придумали лазерные нивелиры гражданские. Первая модель создана в 1965-ом году на шведском предприятии Spectra.

В плане работы с лазерными нивелирами, они проще предшественников. Чего стоит одна лишь опция самовыравнивания. Точный уровень прибор находит за счет маятника или выстроенной электроники.

Действует нивелир как на штативе, так и в специальном крепеже для стен. Нарушение горизонтальной плоскости выхода лучей, как правило, сопровождается звуком.

В некоторых моделях сигнал дается светом. На крайний случай имеется пузырьковая система. Регулируется она винтами. Сначала горизонт выставляется в произвольном положении аппарата. После, уровень проверяется с разворотом на 90 градусов.

Плюсы и минусы лазерного нивелира

Самовыравнивание нивелира лазерного типа несовершенно. Подстраиваться аппарат начинает лишь при 5-6-градусном отклонении от плоскости.

До этого нужно выставить прибор на глаз. Проблемна и ограниченная дальность действия. Классические гидроуровни хоть на километры вытягивай.

Последний минус – цена. Она ниже, чем на электронные модели, но значительно выше стоимость пузырьковых и гидравлических.

Из плюсов лазерных аппаратов на первое место ставят возможность определения уровня в труднодоступных местах. Луч света добирается в любой уголок.

Удобны и альтернативные варианты крепления. Кроме штатива и настенной площадки есть ремни, магнитные удерживатели. Можно и на саморезы прибор закрепить.

За счет крепежей и автоматической регулировки лазерный нивелиры не смещаются в процессе работы. Работа эта ведется в одиночестве. Точнее, в компании нет необходимости, что тоже удобно.

Дальность измерений, хоть и не максимальная среди уровней, тоже ставится лазерам в плюс. 400 метров, все же, солидный показатель.

К тому же, для многих нужд, особенно строительных километры ни к чему. А вот функциональность лазера кстати. Ценится возможность работы в разных плоскостях, с одним крестом или несколькими горизонталями и вертикалями.

Эффективность лазерного уровня в сумерках и темноте – тоже плюс. Порой, нет возможности проводить замеры днем, или они неудобны. В 40-градусную жару в открытом поле, к примеру, хочется перенести работы на вечер.

Цена лазерного нивелира и отзывы о нем

Приобрести точечный нивелир реально за 1 500-2 000 рублей. Чуть больше стоит лазерный нивелир Bosch PLL-5. Если перейти к линейным моделям, минимум составит 3 000 рублей.

Так, цена лазерного нивелира Cube mini начинается от 3 130 рублей. Если нивелир дает больше 2-ух лучей, стоимость начинается от 10 000 рублей. За роторные модели просят от 30 000.

Средняя цена – 50 000. Если речь об уровнях, стреляющих на сотни метров, стоимость доходит до 190 000 рублей. За Leica Rugby 360, к примеру, просят минимум 160 000. За некоторые комбинированные нивелиры берут и 200 000 рублей.

Отзывы о лазерных нивелирах столь же разношерстны, как и их цены. Дабы не вести пространственные беседы, принято обсуждать конкретные модели.

На «Все инструменты» заглянем в отзывы о Cube. Алексей Демие пишет: — «Добротный и простой в применении. Отлично держит уровень. На улице свет слабоват, но в помещении аппарат хорош».

Из средней ценовой категории на том же портале «Все инструменты» обсудили нивелир ADA TopLiner. Просмотрим отзыв Кисилева Сергея: — «На 10 метрах светит без погрешности.

Луч тонкий и яркий. Проверен и в помещении, и на улице. При ценнике в 20-ку я доволен. Приобрел еще очки для работы с лазером. Впрочем, этот прибамбас кажется мне лишним».

На счет сопутствующих нивелирам товаров с Сергеем многие не согласны. Очки решают проблему потери луча при ярком свете. Картинка становится четкой в любых условиях.

Так что, очки незаменимы при работе с уровнями высокой дальности. Для помещений, конечно, аксессуар не обязателен.

Для нивелиров с красными лучами, кстати, выпускают алые очки, а для уровней с зелеными отметками – цвета травы.

В основных поставщиках лазерных нивелиров и сопутствующих им товаров числятся около 30-ти фирм. Большинство из них – производители Европы и Китая.

Впрочем, производство западных фирм, в основном, тоже базируется в КНР. Это позволяет снизить себестоимость уровней. Из американских компаний ценят уровни DeWalt.

Есть и российские предложения, к примеру, CONDTROL UNIX 360 SET. При максимальном «обзоре» аппарат стоит в пределах 10 000 рублей.

Как работать нивелиром

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.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

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).

Дополнительные приспособления и инвентарь

Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.

Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.

Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.

Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.

Вспомогательные приспособления к нивелиру

К нивелиру прилагается паспорт, где обязательно указывается дата его последней проверки и настройки или, как говорят геодезисты «поверки». Поверяют нивелиры не реже чем раз в три года, в специальных мастерских, о чем делается очередная запись в паспорте.

Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.

Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.

Принцип действия нивелира. Установка прибора

Принцип работы нивелира предельно прост: оптическая ось прибора располагается строго горизонтально и не отклоняется при вращении прибора, постоянно находясь в одной горизонтальной плоскости.

Рассмотрим более подробно, как это качество можно использовать на практике.

Работу начинаем с установки прибора. Раздвигаем, и устанавливаем штатив. При работе на мягкой почве вдавливаем в нее острия, которыми заканчиваются «ноги» штатива.

Регулируя длину «ног», выставляем штатив на удобную для работы высоту, стараясь, чтобы его верхняя площадка, куда ставится нивелир, располагалась горизонтально.

Извлекаем из защитного футляра нивелир и устанавливаем его на штатив, закрепляя винтом штатива.

Теперь необходимо выставить нивелир так, чтобы его оптическая ось расположилась строго горизонтально. Для этого инструмент снабжен круглым пузырьковым уровнем, расположенным на станине. Вращая верньеры на ножках прибора, выставляем воздушный пузырек строго в центр уровня (см. рис.1).

Теперь, как бы мы не вращали трубу прибора, оптическая ось будет располагаться горизонтально.

Работа с нивелиром на стройке

Определение превышения точек

Как устанавливать инструмент мы разобрались, теперь рассмотрим, как определять с помощью нивелира разность высот двух и более точек. Для этого нам понадобится рейка и помощник, который будет рейку держать и переносить туда, куда нужно.

Выбираем первую точку измерения (обозначим ее «а»), на которую помощник ставит рейку по возможности вертикально. Вертикальность можно корректировать по вертикальной риске визирной сетки, подавая соответствующие сигналы помощнику.

Наводим прибор на рейку, сначала приблизительно, пользуясь «прицелом» сверху трубы. Смотрим в окуляр и, вращая маховик, добиваемся четкой видимости рейки.

Снимаем показания. Для этого смотрим, между какими значениями рейки оказалась горизонтальная линия визирной сетки, добавляем к нижнему значению количество сантиметровых делений между линией значения и линией визира прибора (или, если это удобнее, вычитаем из верхнего значения).

К примеру, риска легла чуть больше чем на три деления выше цифры 15. Нужно записать в блокноте значение 153, округляя до сантиметра в большую или меньшую сторону.

Даем команду помощнику перенести рейку на следующую точку («б») и снова выполняем замеры. Допустим, на рейке мы увидели значение «18» а наша риска чуть-чуть не добралась до «буквы Е», которая соответствует пяти делениям (сантиметрам). Значение высоты будет равно 185. Записываем его.

Поскольку горизонт нивелира неподвижен, а двигается рейка, то чем она ниже, тем больше значение мы увидим в объективе. Вычитаем: 185-153=32 Точка «б» ниже точки «а» на 32 сантиметра.

Определение превышения точек

Перенесение отметки

Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.

Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при → привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.

Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.

Нивелир, рэпер и балтийская система высот