Как пользоваться нивелиром: устройство, его виды и инструкция

Как пользоваться лазерным нивелиром

Принцип работы не сильно отличается от действий с оптическим вариантом. Главное отличие – проверка уровня зарядки. Питается нивелир от встроенных сменных источников питания. Оптимален вариант с выносным зарядным устройством: зарядку можно производить одновременно с работой. 

1. Устройство располагается на опорной поверхности (хоть на штативе, хоть на пачке плитки). Следует устранить препятствия для лазерного луча для эффективной его работы. 

1. Выравнивание по уровню (может иметься в корпусе нивелира). Способ — подкладывание тонких пластин или юстировка винтами.

1. Включение лазера – выполнять желательно в защитных очках. Образуется перекрестье красных полос. Эти полосы и являются целевыми ориентирами для выполнения работ. 

Технический момент: важно следовать требованиям по дальности до объекта. При слишком удаленном объекте для замеров точность лазерного нивелираснижается. 

Виды нивелиров

Основные различия механизмов классом точности, принципом работы. Существую различные виды нивелиров, которые служат для разметки местности, монтажных, а также при строительных работах.

Разновидности нивелиров

1. Геометрические приборы построены процессом излучения визирующего луча, произведенного в горизонтальном положении, что дает возможность измерить разницу между точками на местности. Разметка, местоположение точек указывается специализированными рейками, геометрическое нивелирование может быть использовано простым и сложным способами. Сложные работы подразумевают последовательно заменяемые точки при использовании прибора.
2. Оптико – механические геодезические нивелиры определяют параметры точек с помощью света, совокупностью с заранее расставленными контрольными приборами. Оснащен прибор оптической трубой, расчет параметров производится визуально, что требует определённой подготовки.
3. Теодолитные или тригонометрические механизмы работают за счёт наклонного луча, позволяют вычислить превышения между метками плоскости. Расчет параметров производится по специальной формуле, данные метод считается не точным при пересеченных местностях, на большом расстоянии.
4. Гидростатические приборы работают за счёт нескольких сосудов с жидкостью, соединённых парой. Процесс измерения происходит наполненными трубками с жидкостью, соединенными между собой шлангом или трубой. При отклонении по высоте количество вещества в сосуде одной из емкостей будет больше. Метод определения высотных разниц достаточно точный, но ограничен длинной шланга или трубы.
5. Цифровые приборы модификация лазерного типа, которая имеет повышенный функционал. Основываясь на данных излучателя, процессор обрабатывает информацию, выводит в цифровом виде. Показания возможно сохранить, скинуть на внешний носитель.
6. Лазерные приборы считаются высокоточными, способны проецировать луч к различным поверхностям. Различные модификации позволяют работать с плоскостями при тяжелых условиях.

Оптический прибор

Гидростатический нивелир

Цифровой вариант

Некоторые виды измерений проводятся с помощью эхолотов, барометров, стереоскопов. Данные приборы требуют особых навыков при эксплуатации, точных расчетов. Строительный нивелир получил широкое распространение в виде цифрового устройства, цена высока, но предоставляется возможность производить измерение самостоятельно.

Классы точности нивелиров

Классификация по точности подразумевает использование на определенных местах работы. Существует три основные категории:

• Технические устройства, допустимая квадратичная ошибка которых варьируется от 2 до 10 мм на 1 км двойного хода луча. Данные приборы используются для определения высотных параметров рельефа, привязки к определенным точностям.
• Высокоточные, квадратичная ошибка на 1 км хода допустима в пределах от 0,2 до 0,5 мм. Применяются в строительных работах, небольших помещениях. Результат наиболее точен по сравнению с техническими конструкциями.

Нивелиры применяются во всех отраслях, где важно идеальная поверхность по каждой из плоскостей. Оборудование позволяет установить необходимый уровень наклона к сооружению или предмету

Характеристики и преимущества лазерных уровней

Основа такого нивелира — лазерный излучатель. С его помощью лазерный луч проецируется на поверхности. Теперь очень легко определить, есть ли отклонение от горизонтальной или вертикальной линии.

Точность лазерного уровня составляет порядка 99%. Поэтому при использовании таких нивелиров получаются идеально выровненные поверхности, выдерживается горизонтальное и вертикальное положение стен, перегородок, перекрытий.

Выделяют следующие основные достоинства лазерного нивелира:

• Минимальная погрешность при измерениях. Как уже было отмечено, точность измерений цифрового нивелира составляет 99% и более.
• Яркий и тонкий лазерный луч видно издалека, отметить нужную точку не составит труда.
• Прибор прост в использовании. С ним может работать каждый.
• Быстрота измерений.

Для проведения измерений и определения уровня отклонения от горизонтали и вертикали достаточно одного человека. Лазер сам определит все точки, этот нивелир не нужно держать. Вы просто устанавливаете его на поверхность и он определяет все погрешности и отклонения.

Как пользоваться лазерным нивелиром при поклейке обоев

Полезен инструмент также и при поклейке обоев, когда очень трудно сориентироваться на ровность вертикальной линии. Чтобы каждый последующий лист обоев располагался ровно, необходимо лазерный уровень включить в режим проецирования вертикальной плоскости. По этой линии можно ориентироваться при приклеивании обоев. Если обои клеятся в горизонтальном направлении, например, то включается режим горизонтального проецирования.

При помощи этого полезного измерительного инструмента можно проверить качество проведенных работ исполнителем. Для этого необходимо включить инструмент и спроецировать луч на стену. Отклонения и неровности расположения листов обоев будут видны по эталонной линии. На основании такой проверки можно добиться снижения стоимости услуг по проведенным работам или вовсе прийти к выводу о переклеивании обоев, но уже за счет исполнителя.

https://youtube.com/watch?v=wJ_uerPSmRQ%3F

Это интересно! При применении прибора нужно выставить ноль. Что означает этот термин? Выставить ноль нивелира — это означает расстояние от земли до луча, который проецирует инструмент. Выставление нуля позволяет упростить поиск луча, особенно когда работы проводятся на улице на дальние расстояния. Если, к примеру, точка ноль уровня составляет 1 метр, а через 20 метров замеры показывают, что проекция находится на уровне 1,2 метр или 0,8 метра, значит, имеются неровности грунта. Эти отклонения могут быть и меньшего значения, визуально выявить которые практически нереально.

На что обращать внимание при покупке нивелира?

Зная, как работать с нивелиром, можно выполнить все необходимые замеры. Но следует учитывать характеристики каждого отдельного прибора, чтобы в полном объеме выполнить поставленную задачу. В первую очередь нужно определиться со сферой применения: при проектировании крупных объектов, на строительной площадке или же дома.

Компактный лазерный нивелир

Исходя из целей использования можно задуматься о его технических характеристиках. Для бытового нивелира дальность может составлять от 10 до 40 метров. Этого более чем достаточно, чтобы выполнять работы внутри помещений, а также определять горизонтали фундамента. Дальность же профессиональных аппаратов значительно больше, она достигает 100 метров и больше. В некоторых моделях предусмотрена возможность установки дополнительных приемников, изменяющих диапазон расстояний до 600 метров.

Большое значение также имеет длина волны и количество лучей. В зависимости от вида техники число проекций достигает пяти. От этого параметра зависит спектр возможностей при монтаже и проектировке конструкций. Как правило, используются лучи с длиной волны 635 нанометров. Человеческий глаз вполне способен увидеть данный луч и идентифицировать его как красный. Однако некоторые приборы работают с другими частотами, видимый свет при которых приобретает более удобный для зрения зеленый оттенок. Но стоимость таких устройств несколько выше.

Следующей характеристикой, на которой следует заострить внимание, является погрешность. Наиболее точные устройства могут похвастаться погрешностью, не превышающей 0,3 мм

В некоторых моделях имеются встроенные датчики самовыравнивания или компенсаторы. В домашних условиях указанные функции могут и не потребоваться, поэтому стоит дважды подумать, есть ли резон существенно переплачивать за функции, которые, скорее всего, и не пригодятся при выполнении строительных работ.

Следует знать, что некоторые аппараты для замеров расстояний подвержены влиянию погоды. Этот фактор имеет значение в том случае, если измерения будут проводиться зимой в минусовую температуру. В таких случаях необходимо отдавать предпочтение электронной технике, исправно работающей при температурах от -20 до +40 градусов по шкале Цельсия.

Для получения максимально точных расчетов надо знать, как пользоваться нивелиром. Кроме этого, нельзя забывать о правильной установке и настройке прибора. Так, покупать нужно именно ту модель, с которой проще и удобнее делать замеры. Некоторые бытовые нивелиры весят порядка 250 грамм, они отличаются компактными размерами. А устройства, которыми пользуются геодезисты, могут весить до двух килограмм. Штатив также важен, при его покупке нужно брать в расчет жесткость и вес. Вес не должен быть меньше половины веса нивелира, а жесткость должна быть максимальной, чтобы исключить случайные движения прибора.

На протяжении очень долгого времени именно нивелир выступает в качестве основного прибора для проведения замеров расстояний между объектами. Область использования постепенно расширяется, а благодаря постоянному техническому прогрессу можно ожидать появления усовершенствованных аппаратов с новыми функциями и возможностями.

С чего начать применение инструмента — подготовка к работе

Точность показаний прибора зависит от правильности его установки. Нивелир необходимо выровнять, выставив его в вертикальном положении, и только после этого можно приступать к нивелированию. Для выравнивания устройства, в его конструкции предусмотрен специальный штатив, представленный в виде треноги. Каждая ножка штатива имеет свойство регулировки — реализуется за счет скользящих ползунков, поэтому с выравниванием лазерного уровня не возникает никаких трудностей.

Это интересно! Дорогие модели лазерных нивелиров имеют встроенную опцию самовыравнивания или самостоятельной настройки. Достигается это за счет того, что устройство фиксируется в одной точке, и при отклонениях до 5 градусов, производится самостоятельное выравнивание. Для этого механизм инструмента оснащен героскопом.

Удостовериться в том, что прибор установлен правильно, можно по пузырькам воздуха в водяной колбе. Это аналогичные колбы, которые применяются в водных уровнях для выявления отклонений от ровной плоскости. Как только прибор выставлен, можно приступать к его эксплуатации. Если же применяется дорогостоящий лазерный уровень, оснащенный опцией самовыравнивания, то инструкция по его настройке несколько иная:

1. Выровнять прибор при помощи штатива
2. Включить его и дождаться, пока произойдет дополнительная поднастройка или юстирование, при помощи чего обеспечивается высокая точность показаний
3. При самовыравнивании уровень издает соответствующие сигналы (мигает или пикает), и как только они прекращаются, значит, устройство готово к эксплуатации
4. Если нивелир продолжительное время не может выполнить опцию самонастройки, то это означает, что угол отклонения свыше 5 градусов, и необходимо произвести более точную настройку штатива

Если измерения проводятся на открытой местности, и прибор устанавливается на грунт, то ножки треноги следует жестко зафиксировать в земле. Для этого каждая ножка имеет специальные выступы для их вкапывания. Прибор соединяется со штативом за счет специального резьбового соединения. Если на корпусе инструмента и штативе диаметры резьбовых соединений отличаются, то необходимо воспользоваться переходником.

Как правильно выставить нивелир

Выставление нивелира является базовой процедурой приведения его в действие. Ее важность – в минимизации погрешностей при замерах и создании устойчивого положения. При небольшом сдвиге при работе придется тратить время на повторную установку прибора и переделывание замеров

При падении есть риск повреждения прибора. 

Чаще всего нивелиры применяются на строительных площадках – на рыхлых и песчаных грунтах. Установка в почву заключается в плотном вжатии заостренных концов ножек штатива. Для максимального закрепления допускается прижать ножки досками и камнями, после чего можно работать.

Поверхность твердая или скользкая требует применения деревянного или металлического основания. Ножки крепятся к пластине — сама их форма у большинства моделей рассчитана для этого. Пластину после установки агрегата на требуемое место оптимально прижать небольшим тяжелым предметом. 

Как правильно выставить нивелир

Визирную ось важно строго выдержать в горизонтальной плоскости – это обеспечит минимум погрешностей. Регулирование штатными винтами или иными юстировочными приспособлениями имеет ограниченный интервал

Как пользоваться цифровым нивелиром

Нивелир цифрового типа имеет отличия от остальных конструкций только в отношении управления. 

Как пользоваться цифровым нивелиром

Устройство имеет полноценную панель управления, карту памяти и ряд функций. В остальном он очень похож на обычный нивелир:

• подготовить прибор к работе: ослабить крепление и отрегулировать положение ножек штатива;
• установка прибора так надежно, как только возможно: при работе на грунте – вдавить посильнее, на твердой поверхности – закрепить без возможности сдвига;
• поверхность штатива под сам прибор следует разместить как можно ровнее;

• прибор размещается на штативе, его выравнивают по горизонтали – для этого существует пузырьковый уровень; 
• выполняется фокусировка оптической системы – перед прибором располагается белый лист бумаги или комплектная рейка, после чего установленное программное оснащение по команде или автоматически произведет самонастройку;
• для замеров следует разместить перед объективом рейку и нажать на соответствующую кнопку панели управления.

Все возможности аппарата прописаны в сопроводительной документации. Рекомендуется следовать изложенному, а после длительной перевозки или хранения – выполнять перенастройку. Обращение с ним требуется бережное. 

Пошаговая фотоинструкция по нивелированию оптическим прибором

Для правильной установки и настройки оптического нивелира нам понадобятся: сам нивелир, штатив и измерительная рейка.

Как установить штатив

Главная задача при установке штатива – соблюсти правильную горизонталь основания.

Иллюстрация	Описание действия
	Достаём штатив, откидываем клипсы, выдвигаем ножки штатива на нужную нам высоту. Каждая из трёх ножек благодаря специальным скользящим ползункам выдвигается и плотно закрепляется на необходимой высоте, причём разница может быть как существенной, так и мизерной. Фиксируем высоту, зажимая клипсы.
	Для того чтобы штатив был максимально жёстко зафиксирован в грунте, нам необходимо прижать ногой специальную подножку.
	Достаём нивелир из коробки, ставим на штатив и с помощью специального закрепительного винта фиксируем на основании.

Такая конструкция позволяет установить нивелир на штатив ровно, крепко и устойчиво даже на бугристой поверхности.

Монтаж и настройка нивелира

Иллюстрация
Описание действия

Для выравнивания нивелира мы разворачиваем его так, чтобы два подъёмных винта оказались справа и слева от прибора, а третий находился по передней его части.

Вращая два боковых винта в противоположных направлениях, мы добиваемся того, чтобы «пузырёк» воздуха находился на центральной оси метки уровня.

А теперь начинаем вращать винт, находящийся на передней части нивелира, и перемещаем пузырёк воздуха уже в вертикальном уровне прибора

Во время настройки каждого последующего пузырькового уровня обращаем внимание на то, как ведёт себя предыдущий.

Настройка фокусировки прибора

Перед тем как начинать работу с прибором, необходимо правильно выставить фокусировку оптики. Каждый человек подстраивает её под своё зрение. Этапы следующие:

Иллюстрация	Описание действия
	Просим напарника встать с рейкой на первую измеряемую точку. При проведении измерений рейку необходимо держать строго вертикально. Для этого ориентируемся на пузырьковый уровень, который идёт в комплекте с нивелиром.
	А теперь с помощью коллиматора, который находится в верхней части нивелира, наводимся на неё.

Измерение и фиксация значений

Когда прибор установлен достаточно точно, сфокусирован и выровнен по уровню, можно переходить к измерению данных и их фиксации.

Иллюстрация	Описание действия
	Настраиваем нивелир до тех пор, пока нам хорошо не станет видно шашечек. Смотрим, где на рейке изображена горизонтальная полоска нитей. Это и есть наш первый отсчёт по рейке.
	Фиксируем данные.
	После этого проводим измерение следующей точки по тому же принципу, что и первой. Записываем данные и сверяем показатели. Таким образом, мы точно знаем, какая точка выше, а какая ниже и на сколько.

Основные геометрические условия

Для работоспособности оптического нивелира требуется соблюдение геометрических условий, предусмотренных конструкцией самого прибора. Геометрическая схема прибора, в упрощенном виде представлена на приведенном ниже рисунке.

Рис.2. Геометрическая схема.

Элементы геометрической схемы представляют совокупность невидимых вертикальных и горизонтальных линий основных узлов и деталей инструмента:

• (N — N) — вертикальная линия, представляющая ось круглого уровня;
• (V — V) — линия, изображающая вертикальную ось вращения прибора;
• (Z — Z) — визирный луч, проходящий через центр окуляра и объектива;
• (L — L) — горизонтальная ось цилиндрического уровня;
• (K — K) — вертикальная ось автоматического компенсатора.

Основные детали и конструкции оптических нивелиров геометрически связаны между собой и их элементами (осями). Все конструктивные геометрические условия приборов проверяются во время проведения поверок нивелира . К ним относятся:

• поверка круглого уровня, ее условие состоит в параллельности оси круглого уровня и невидимой оси вращения прибора;
• поверка сетки нитей, ее условие состоит в вертикальности оси сетки нитей;
• поверка по определению угла і, суть которой заключается в параллельности визирного луча и горизонтальной оси цилиндрического установочного уровня;
• поверка компенсатора, ее условие состоит в горизонтальности визирного луча.

Нивелировка и ее методы

В целом все виды превышений можно сгруппировать на основные (преимущественные) и дополнительные. Основные подразумевают:

• Использование горизонтального визира луча зрительной трубы нивелира (геометрическое нивелирование)
• Принцип наклона визира луча зрительной трубки теодолита (тригонометрическое нивелирование)
• Выравнивание жидкости в сообщающихся емкостях водяного уровня (гидростатическое нивелирование)

В качестве дополнительных методов нивелирования используют:

• Барометрическое нивелирование, которое применяют в горах и основано на разнице показателей атмосферного давления по отметкам высоты
• Автоматическое нивелирование, применяемое при производстве строительно-дорожных работ, принцип действия которых основан на считывание показаний с датчиков, установленных на автомобиле. Они в свою очередь высчитывают наклонный вектор при перемещении
• Стереофотограмметрическое нивелирование выполняется на сложной аппаратуре в комплексе. Основано на паре снимков с космоса или самолета, которые потом частично перекрывают и загружают в цифровое устройство. Это самый догорай и современный метод, в результате которого выводится эффект трехмерного изображения

В качестве примера можно привести аэрофотосъемку современного микрорайона. Осуществив привязку четких контуров снятой местности к системе координат, можно получить трехмерную модель, с определением точек высот с использованием метода интерполяции.

Bosch GOL 32 D Professional

Ещё одна популярная модель оптического нивелира — Bosch GOL 32 D Professional c прочным герметичный корпусом, защищающим от пыли и влаги. Кроме идентичного комплекта приборов, предлагаются дополнительные аксессуары к объективу, предназначенные для борьбы с бликами и паразитной засветкой при съёмке в сложных условиях освещения (блендой). Функционал практически не отличается от предыдущих нивелиров, работает прибор прямо от аккумулятора.

Цена инструмента колеблется в пределах от 13 000 до 15 000 рублей.

Bosch GOL 32 D Professional

Минимальное фокусное расстояние	30 см
Кратность	32х
Диапазон рабочих температур	от -10 С до +50 С

• Большая кратность увеличения
• Небольшое минимальное расстояние фокуса
• Возможность работы от аккумулятора

• Отсутствие поверки
• Маленький минимум рабочей температуры

На что обращать внимание при покупке?

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

Для домашнего мастера при выборе лазерного нивелира достаточно следующих характеристик:

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

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

Профессиональный лазерный уровень должен отвечать более высоким требованиям:

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

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

Как пользоваться оптическим нивелиром

Нивелир – прибор не дешевый. Покупать его для одноразовых измерений – малооправданно, а нанимать геодезистов для этой работы – еще более расточительно. Но, познакомившись с элементарными приемами работы с нивелиром, и взяв его в аренду (а это сейчас возможно повсеместно), вы однозначно сможете все работы с ним на своем участке выполнить самостоятельно.

Устройство большинства оптических нивелиров схоже, и отличается в основном наличием или отсутствием поворотного лимба, позволяющего с точностью до 50 определять углы на горизонтальной плоскости, и конструктивными особенностями отдельных элементов.

Принцип работы с оптическим нивелиром вы увидели в видеоролике, представленном выше. Сейчас же рассмотрим приемы работы с ним.

Работы производят 2 человека: один – непосредственно с прибором, устанавливая, наводя на цель — линейку, считывая и записывая показатели, а второй – с линейкой, перенося и устанавливая ее по указаниям первого, следя за ее вертикальностью.

Нивелир устанавливается на штатив.

Главная функция штатива: точно удерживать прибор в установленном положении, не допуская отклонений от выставленного уровня, а также уберегать его от опрокидывания. Выдвигающиеся ножки позволяют фиксировать нивелир на заданной высоте с горизонтальным позиционированием площадки крепления даже на рельефе с уклоном. Часто штативы снабжаются уровнем на подвесе, а современные могут быть оборудованы и другими системами уравновешивания устройства.

Большинство реек (линеек) нивелиров имеют одинаковые обозначения в форме делений имеющих толщину (значение) в 10 мм, часть из которых для удобства снятия показателей объединены в прямую или оборотную букву Е, имеющую высоту 50 мм. Между этими буквами также расстояние в 50 мм. Большие цифры на рейке показывают расстояния в дециметрах.

В зависимости от того, прямой или обратный у вас нивелир, отсчет производится либо сверху, либо снизу. Нанесение значений на рейке также должно быть прямым или обратным. Часть реек для прямых нивелиров снабжены более привычной нам шкалой. Также они имеют телескопическое устройство для удобства транспортировки.

Вы можете выбрать точку установки нивелира на местности.

Но главное: его четкая установка по уровню. Пузырьки на всех встроенных уровнях должны находиться строго по центру.

Лучше сразу подготовить план участка с отметками, в которых вы будете позиционировать рейку и на таком плане фиксировать реальные показатели нивелира.

Так делают профессионалы геодезисты или строители. Есть и другие формы ведения журнала нивелирования, но вы можете записывать свои результаты в любой удобной для вас форме, наиболее точно отвечающей задачам, которые вы должны решить в процессе нивелирования: то ли спланировать рельеф, то ли установить отметки высоты фундаментов.

Принцип геодезии на строительной площадке

Правильная организация геодезических работ на строительной площадке начинается с чётко поставленной цели работы. Соответственно задаче выбирается необходимый измерительный инструмент, технология производства, допустимая погрешность в измерениях.

Принципы геодезии созданы для снижения накопления неточностей измерений.

«От общего к частному» – система, при которой переходят от крупных опорных геодезических сетей к сетям низшего класса. Геодезические работы на строительной площадке начинаются с привязки к государственной опорной сети. Затем определяют разбивку осей строения и только потом выделяют положение конструктивных элементов в контуре здания.

Второй принцип заключается в контроле предыдущих измерений. Новые измерения производят после тщательной проверки предшествующих.

Следуя этим правилам, обеспечивают высокую точность геодезических работ в строительстве.

Список инструментов для нивелирования

Дополнительно к самому прибору потребуются:

• штатив;
• мерная рейка;
• отвес с нитью;
• планшет с листом бумаги или журнал для записи измерений.