УГЛОМЕРНЫЕ ПРИБОРЫ

Приборы для угломерных измерений.

Раздел угломерных инструментов включает эккеры, астролябии, гониометры, пантометры, теодолиты, универсальные инструменты.

Эккеры - инструменты для визирования и проложения линий под фиксированным углом.
Закрепив два жезла-указателя под прямым углом, получаем «римский крест» (простейший эккер – две взаимно перпендикулярные планки, одна длиннее другой) (рис.1)

Закрепляя указатели-планки под разными углами (45, 60, 90 град) и используя вместо указателей стенки с прорезями (прием противоположности: замена указателя прорезью – стенки прорези обретают указующую, направляющую роль), получаем целый класс геодезических устройств – эккеров: цилиндрических, восьмигранных, конусных, шарообразных…. (рис. 2).

В музее имеются и карманный складной вариант эккера с диоптрами,

 восьмигранные с диоптрами

Английский эккер середины ХХ в. имеет две вертикально вращаемые в перпендикулярных плоскостях зрительные трубы для возможности визирования сильно разновысотных точек.

Круглый эккер с буссолью внешне напоминает конструкцию гониометра (но не имеет второго соосного эккера).

Имеется и ряд отражательных эккеров — зеркальных и призменных.
Однозеркальный эккер был изобретен в 1809 г. Винклером (Австрия). Двузеркальный эккер — лондонским механиком Адамсом во 2-й половине 18 века.

Призменный эккер сконструировал профессор Политехнической школы начала 20 века в Мюнхене Бауэрнфейнд. В музее имеется призменный эккер фирмы Wichmann.

А также французский компактный, карманный эккер:

Простейшие крестообразные эккеры (немного измененный «римский крест») многие помнят со школы – при разбивке школьного участка по прямым углам. А если пары диоптров эккера сделать подвижными друг другу, прибавить лимб и буссоль – получим астролябию, пожалуй, наиболее популярный геодезический инструмент 19 века.

Астролябия геодезическая – угломерный прибор для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними. Представляет собой горизонтальный градуированный круг-лимб с парой диоптров, на котором соосно вращается алидада с парой диоптров.

В музее есть астролябии петербургского физико-механика А.Шперлинга

и братьев Столяровых (бывшая Шперлинга) середины 19 века,

а также известных фирм рубежа 19-20 веков

В музее есть довольно редкая астролябия с трубой, причем труба в данном случае жестко привернута к алидаде и не мешает диоптрам. Ранее же А.Шперлинг изготавливал съемные («теодолитные») насадки с трубой и измерительным сектором, установка которой требовала съема внутренней пары диоптров. Прибор преображался, становился непохожим на привычную астролябию, а это могло негативно быть воспринято крестьянами (такое появление на межевом поле геодезиста с «чудным» прибором), и без того болезненно относившимся к вопросам межевания.

В музее имеется одна из поздних астролябий с одной парой диоптров фирмы Гильдебранда предвоенного времени.

Интерес представляет горизонтальный лимб с трубой в место парных диоптров, выполняющий роль астролябии. Для точного снятия отсчетов используется оригинальное устройство, кардинально отличающееся от верньеров и практически не встречающееся в геодезическом приборостроении: нить трубы наводится на объект при установке на нулевой отметке стрелки вертикального лимба на конце поворотного рычага и фиксируется зажимным винтом, затем отсчет в градусах берется по риске-индексу, а доли градуса - вращением винта со стрелкой, отжимающего пластину с риской до совмещения индекса с градусным делением. Затем производится вычитание (прибавление) указанного стрелкой вертикального лимба количества минут.

Если в астролябии заменить пары диоптров на два соосно соединенных цилиндра с прорезями вместо диоптров, то получим гониометр (круговую астролябию).

Гониометр (от греч. «угол измеряю») - для определения на местности взаимного положения линий и углов между ними, по сути это круговая астролябия, лимб и алидада с диоптрами которой заменены двумя соосными цилиндрами с прорезями.

В музее имеется оригинальный гониометр с большой буссолью в специальном деревянном корпусе с крышкой и с прямоугольной деревянной трубой с диоптрами.

Конструкция гониометра с соосными экерами равного диаметра была более употребительна в середине ХIХ века, позднее лимб стал не вертикальным, а наклонным за счет увеличения диаметра нижнего эккера.

Также много советских гониометров

Гониометр оказался гораздо компактнее и удобнее астролябии и сохранил применение и до середины 20 века, в музее экспонируется гониометр 1957 г.

Специфическую конструкцию имеет итальянский горный гониометр: для возможности визирования предметов с большим превышением верхний цилиндр выполнен в форме шара.

А теперь к гониометру добавим зрительную трубу с вертикальным измерительным сектором или полным вертикальным лимбом – получим пантометр.

Пантометр – геодезический прибор для определений на местности взаимного положения точек и линий, измерений вертикальных и горизонтальных углов. Представляет собой гониометр (два соосных полых цилиндра с прорезями), снабженный зрительной трубой и вертикальным измерительным кругом или сектором.
Пантометр может иметь полный вертикальный измерительный лимб:

Или вертикальный измерительный сектор, как это можно видеть у российского и французского пантометров:

По сути пантометр уже теодолит (см.раздел Теодолиты), остается только убрать полые цилиндры и оставить горизонтальный лимб.

Если сложить в один прибор горизонтальный и вертикальный измерительные круги (астролябию и квадрант, или астролябию геодезическую и астрономическую), добавить зрительную трубу, то у нас опять же появится теодолит.

В музее имеются угломеры с трубой, позволяющие измерять вертикальные и горизонтальные углы (по сути функции теодолита).

Теперь, если предусмотреть возможность наблюдений в зените (зрительная труба эксцентрично выносится или делается ломаной за счет использования призм), то получим астрономо-геодезический универсальный инструмент (универсал).

Универсальный геодезический инструмент (или универсал) – прибор для геодезических и астрономических измерений, устройство которого позволяет с равной точностью измерять как горизонтальные, так и вертикальные углы. Отличия от теодолита – устройство зрительной трубы позволяет вести наблюдения в зените (труба эксцентрически вынесена на оси или имеет ломаную форму), точность измерения по вертикали приближена к точности измерения по горизонтальному кругу.

В музее представлены универсалы от выпуска 1937 г. московским заводом «Аэрогеоприбор»,

В музее много маркшейдерских инструментов, также относимых к угломерным, и среди них немногочисленная группа подвесных инструментов, которая включает: подвесные угломеры (эклиметры или «градусники»), некий аналог вышедшей из употребления «зигарии».

Зигария – прибор для нивелировочных работ. При равновысотности точек закрепления проволоки-подвеса с зигарией, инструмент находится точно посередине, а отвес на нулевой отметке.

А также маркшейдерские подвесные буссоли, в музее имеется шесть таких отечественных буссолей середины ХХ в.

К маркшейдерским инструментам можно отнести и две штативных буссоли, также имеющую двухкарданный подвес, но устанавливаемую на штативную втулку.

Первая начала ХХ в. имеет сбоку угломер с вертикальным полулимбом,

вторая снабжена складными диоптрами, обе имеют полукруглый утяжелитель снизу буссоли. Буссоль имеет румбовые обозначения иероглифами, через каждые 30 градусов нанесены большие «0», маленькие «о» - через 10 градусов. Деревянная крышка из яшмового дерева (растет в Японии и Китае).

Из целой серии маркшейдерских угломерных приборов для второстепенных подземных съемок (УН-10, У-1, У-3, УТГ, ЗУ-1) в музее имеются наиболее распространенные:
УН, 1945 г. выпуска, зав. Номер 7 говорит о том, что это один из первых приборов восстановленного после оккупации в Харькове завода маркшейдерских инструментов (ЗМИ)

Усовершенствованный У-3 с оптической трубой постоянной фокусировки, с 1954 г. вытесняющий угломер У-1 (У-1 1940-50-х гг. еще имел неоптическую трубу длиннее в 3 раза). Популярный надежный прибор с 4 консолями в комплекте, позволял не производить поверок инструмента.

Угломер- тахеометр горный УТГ, усовершенствованный У-3, имеет точность отсчетов 12 минут, в комплекте имелась дальномерная рейка (погрешность измерений от 10 до 45 м не превышала 1:200).

Угломер У-60 с визирными марками

Довольно редкий зеркальный угломер ЗУ

Два уклономера для гужевых дорог напоминают о стремлении к автоматизации в нивелировании и развитии маятниковых компенсаторов (см. нивелир Гурье).

Продолжением развития ручных угломеров можно считать эклиметр Абнея с телескопической трубой.

Среди угломерных инструментов музея выставлен рамочный клитограф Лефебра, изобретенный им для измерения угла наклона дорожного полотна в мм/м или отклонения от вертикали вертикальных плоскостей. Для этого инструмент имеет прямоугольную форму со специальными установочными площадками.

К маркшейдерским приборам также отнесены тяжелые жидкостные компасы с двухосевым подвесом, которые использовались не только в подземных выработках, но и в морском деле (шлюпочные компасы),

У некоторых из них хорошо видны камеры для светильников (используемых в ночное время и под землей).

К навигационным также относится отражательный прибор — секстант. Название говорит о использовании для измерений одной шестой части лимба (тогда как октант имеет измерительный сектор в одну восьмую части лимба). Прибор удерживался в руках вертикально, посредством алидады с трубой визуально совмещались на одной оси светило (солнце, звезда...) и линия горизонта, фиксировался угол.