Кипрегель

КИПРЕГЕЛЬ, топографич. инструментъ, примѣняемый при мензул. съемкахъ. Однимъ изъ совершеннѣйшихъ является примѣняемый на нашихъ госуд. съемкахъ К. образца в.-топогр. отдѣла гл. упр-нія ген. штаба (фиг. 1). Онъ состоитъ изъ мѣдной, скошенной съ одного края, линейки RR, къ к-рой привинчена колонка К, имѣющая вверху конич. отверстіе; въ это отверстіе вставлена конич. горизонт. ось, къ к-рой съ одной стороны наглухо придѣлана зрит. труба TT, а съ другой вертик. кругъ UU. Вертик. кругъ обык-но имѣетъ дѣленія черезъ одинъ градусъ, при чемъ имѣются 2 дѣленія, обозначенныя нулемъ, к-рыя находятся на концахъ одного и того же діаметра круга; такимъ д-тромъ служитъ или паралл-ный оптической оси трубы, или одинъ изъ ближайшихъ къ нему. Надписи дѣленій возрастаютъ по ходу час. стрѣлки, при чемъ дѣленія не на всемъ кругѣ, а отъ каждаго нуля удаляются только примѣрно градусовъ на 60 и, значитъ, отъ нуля по час. стрѣлкѣ подписи будутъ изображать небол. числа (0—60), а съ другой стороны — большія числа (300—360). Труба — обык-ная астрономическая Кеплера; въ окулярѣ сѣтка нитей изъ одной вертик-ной и 3 горизонт. нитей. Точка пересѣченія вертик. нити со сред. гориз-ной вмѣстѣ съ оптич. центромъ объектива даютъ оптич. ось трубы, двѣ же крайнія горизонт. нити являются дальномѣр. приспособленіемъ для опредѣленія при помощи рейки разстояній между послѣдней и К. На выступающую цилиндрич. часть вертик. круга насажена алидада АА, съ верньерами на концахъ. Точность отсчета по верньерамъ — 1 или 2 мин. Для большаго удобства и точности, отсчеты производятся въ лупѣ. Внизу алидады АА приливъ Р, къ к-рому прикрѣпленъ уровень nn алидада, приливъ Р и уровень пп составляютъ одно цѣлое. Приливъ Р, съ одной стороны, имѣетъ пружину р, к-рая свобод. концомъ упирается въ винтъ на колонкѣ К; съ другой стороны въ приливъ Р упирается проходящій черезъ часть колонны винтъ м, к-рымъ пузырекъ уровня приводится на середину, отчего линія нулей верньеровъ алидады получить нѣк-рое опред. положеніе относ-но горизонт. линіи; это положеніе будетъ всегда одно и же, если пузырекъ уровня приведенъ на середину трубки, хотя бы сама мензула и б. не. совсѣмъ гориз-на. Уровень этотъ необходимъ при измѣреніи угловъ наклоненія разныхъ направленій, для приведенія же мензулы въ горизонт. положеніе служитъ другой уровень В, прикрѣпленный къ линейкѣ. У самой трубы на гориз. ось надѣто кольцо Е съ зажимнымъ винтомъ N, приливомъ F и пружиной F (фиг. 2). Такъ же точно, какъ и конецъ прилива алидады, приливъ F съ своей пружиной находится между проходящимъ черезъ часть колонки винтомъ L и винтомъ на колонкѣ t. Если винтъ N не зажатъ, труба К. свободно м. поворачиваться ок. своей горизонт. оси, если же винтъ N зажатъ, труба не м. б. поворачиваема и ей можно придать только малые повороты, дѣйствуя винтомъ L, к-рый называется микрометреннымъ. На верхн. пов-сти линейки Е награвировывается попереч. масштабъ. Глав. условія, к-рымъ д. удовлетворять К.: 1) Ось уровня В д. б. парал-на нижн. плоскости линейки; при выполненіи этого условія, когда пузырекъ уровня на серединѣ, нижняя плос-ть линейки будетъ гориз-на (точнѣе гориз-ны будутъ линіи, лежащія въ нижн. плос-ти линейки и парал-ныя оси уровня), а значитъ, легко привести планшетъ мензулы въ горизонт. положеніе. Ставятъ К. на планшетъ по напр-нію 2 подъемныхъ винтовъ мензулы и послѣдними приводятъ пузырекъ на середину, получаютъ на планшетѣ въ напр-ніи указан. винтовъ горизонт. линію; потомъ переставляютъ К. въ положеніе, перпенд-ное къ первому, т. е. въ напр-ніи на третій подъем. винтъ и, дѣйствуя имъ, приводятъ пузырекъ на середину, получаютъ на планшетѣ горизонт. линію въ напр-ніи на 3-й винтъ. Эти двѣ пересѣкающіяся на планшетѣ линіи даютъ возм-сть считать планшетъ приведеннымъ въ горизонт. положеніе. Чтобы убѣдиться въ парал-сти оси уровня съ нижн. плос-тью линейки, ставятъ К. на планшетъ, подъем. винтами приводить пузырекъ на середину, по скошенному краю линейки проводятъ линію; потомъ ок. этой прямой переставляютъ К. на 180º и смотрятъ на пузырекъ; если онъ остался на серединѣ, условіе выполнено, если онъ ушелъ, погрѣшность исправляютъ винтами при уровнѣ, перегоняя пузырекъ на половину отклоненія отъ середины, и снова повторяютъ повѣрку. 2) Оптич. ось трубы д. б. перпенд-на горизонт. оси вращенія трубы. 3) Горизонт. ось вращенія трубы д. б. парал-на нижн. плос-ти линейки. При выполненіи 2-го условія оптич. ось будетъ при вращеніи трубы ок. гориз. оси описывать плос-ть, к-рая называется коллимаціонною; при невыполненіи же условія оптич. ось будетъ описывать конич. пов-сть. Разница между прямымъ угломъ и угломъ, к-рый составляетъ оптич. ось съ гориз. осью, называется коллимаціонной ошибкой. При выполненіи 3-го условія, если поставить К. на приведенный въ горизонт. положеніе планшетъ, нижн. плос-ть линейки будетъ гориз-на, а значитъ парал-ная ей горизонт. ось вращенія трубы будетъ тоже гориз-на и тогда при выполненіи 2-го условія оптич. ось трубы будетъ описывать вертик. плос-ть (коллимаціонная плос-ть). 4) Коллимац. плос-ть д. проходить черезъ скошен. край линейки или д. б. ему парал-на. Второе условіе повѣряется такъ: направляютъ трубу К., поставленнаго на планшетъ, на отдаленный предметъ и проводятъ на скошен. краю линейки линію, переставляютъ К. ок. послѣдней на 180°, переводятъ трубу черезъ зенитъ и опускаютъ трубу до тѣхъ поръ, пока въ полѣ зрѣнія не появится прежній предметъ. Если онъ окажется на пересѣченіи волосковъ, то коллимац. ошибки нѣтъ, въ противн. случаѣ исправленіе м. б. сдѣлано горизонт. винтами у сѣтки нитей. Третье условіе повѣряется при помощи отвѣса. Послѣдній вѣшается сж. въ 20—30 отъ строго приведеннаго въ горизонт. положеніе планшета, на к-рый ставится К. Наводятъ пересѣченіе нитей окуляра на верхнюю часть бичевки отвѣса и затѣмъ опускаюсь трубу, вращая ее ок. горизонт. оси; если пересѣченіе не сходитъ съ отвѣса, условіе выполнено, въ против. случаѣ, ослабивъ винты, прикрѣпляющіе колонку К. къ линейкѣ, м. между ними подложить кусочекъ бумаги, чѣмъ будетъ достигнуто выполненіе условія. Четвертое условіе повѣряется такъ. Направляютъ трубу К. на отдален. предметъ и по скошен. краю линейки прочерчиваютъ линію, отставивъ въ сторону К., на концахъ прочерч. линіи вставляютъ вертик-но иголки и смотрятъ черезъ нихъ; если линія визир-нія пройдетъ черезъ предметъ, на к-рый б. наведена труба, то условіе выполнено, если нѣтъ — всѣ линіи, прочерченныя по скошен. краю, будутъ не совпадать съ коллимац. плос-тью и будутъ составлять съ ней всегда одинъ и тотъ же уголь. Визируя черезъ трубу описаннаго К., наносятъ на планшетъ гориз. проекціи угловъ, опредѣляютъ при помощи помѣщеннаго въ трубѣ дальномѣра разстоянія до точекъ и измѣряютъ углы наклоненія для опредѣленія разности высотъ точки стоянія инстр-та и наблюдаемой. При вывѣрен. К., если послѣдній помѣщается на приведенномъ въ горизонт. положеніе планшетѣ, оптич. ось трубы будетъ описывать вертик. плос-ть, проходящую черезъ скошен. край линейки. Визируя по какому-нибудь напр-нію черезъ трубу и прочерчивая по скошен. краю линейки линію, на планшетѣ мы получаемъ горизонт. проекцію линіи визир-нія. Для опредѣленія разстоянія отъ инстр-та до рейки, какъ указано выше, служатъ 2 крайнія горизонт. нити помѣщенной въ окулярѣ сѣтки нитей. Если N объективъ трубы (фиг. 3), а и B крайнія нити сѣтки, АВ рейка, находящаяся отъ объектива на разстояніи D то м. написать:

AB/ab = D/D (q),

Обозначая длину дѣленія рейки черезъ р и полагая, что въ AB ихъ заключается N, получимъ: AB = np. Сѣтка нитей при визир-ніи на рейку устанавливается въ то именно мѣсто, гдѣ получается дѣйствит. изображеніе рейки, послѣ прохожденія отъ нея лучей черезъ объективъ, а посему по основ. формулѣ оптики 1/D + 1/D = 1/F, гдѣ F — главное фокусное разстояніе объектива. Помножая послѣднее равенство на B, получимъ 1 + D/D = D/F, или D/D = D/f 1 = (D — F)/F, или, по малости F сравнит-но съ D, D/D = D/f. Произведя подстановку въ отношеніе (q) получимъ AB/ab = D/F, или pn/ab = D/F, откуда D = ((p·F)/ab)·n, полагая постоянное pF/ab = C, имѣемъ D = Cn, т.-е. разстояніе отъ инстр-та до рейки пропорц-но числу дѣленій рейки, заключающемуся между крайн. гориз. нитями сѣтки. Величина С называется коэффиціентомъ дальномѣра рейки. Изъ послѣдней формулы ясно, что для опредѣленія разстоянія отъ К. до точки, гдѣ имѣется вертик-но поставленная рейка, необходимо навести трубу на рейку, сосчитать число дѣленій послѣдней между крайн. нитями сѣтки и помножить его на заранѣе опредѣл. коэф-тъ дальномѣра С. Коэф-тъ дальномѣра С опредѣляется не непосред. измѣреніемъ величинъ p, F и AB, а практически, слѣд. образомъ. Отмѣриваютъ при помощи стальной ленты или цѣпи линію, напр. въ 109 сж., и на одномъ ея концѣ устанавливаютъ К. на мензулѣ, а на другомъ рейку. Потомъ наведя трубу на рейку, сосчитываютъ число дѣленій рейки между крайн. нитями сѣтки, положимъ получили 90, тогда 100 = С.90, откуда C = 100/90 = 10/9. Значить всякое отсчитанное число дѣленій рейки, для полученія разстоянія до нея въ саженяхъ, необходимо умножать на ¹⁰/₉. Всегда стараются С для удобства перемноженій сдѣлать равнымъ 1, для чего необходимо или измѣнить разстояніе между крайними нитями (если у сѣтки есть къ тому приспособленія), или измѣнить величину дѣленій рейки. Если сѣтка нитей имѣетъ подвиж. крайн. нити, тогда, установивъ на заранѣе отмѣрен. линіи, напр., 100 сж., какъ указано выше, К. и рейку, наводять трубу на рейку, при помощи особаго ключа раздвигаютъ крайнія нити сѣтки до тѣхъ поръ, пока между ними не будетъ заключаться 100 дѣленій. При этомъ желательно, чтобы разстоянія отъ крайн. нитей до средней были одинаковы. Если необходимо рейку подгонять къ К., чтобы имѣть С = 1, поступаютъ такъ. На той же отмѣренной линіи вмѣсто рейки устанавливаютъ деревянный брусокъ безъ дѣленій и, наведя на него трубу, замѣчаютъ карандашомъ мѣста, гдѣ проектируются на брусокъ крайнія нити. Это достигается быстро такимъ пріемомъ: наблюдатель смотритъ въ трубу, а другое лицо держитъ карандашъ на брускѣ, наблюдатель приказываетъ поднять карандашъ выше или ниже, пока послѣдній въ трубѣ не будетъ на крайн. волоскѣ. Разстояніе между отмѣченными на брускѣ карандашомъ чертами дѣлится на столько равн. частей, сколько сж. заключалось въ отмѣренной между К. и брускомъ линіи. Всякій уголъ гориз-ный, вертик-ный или въ другой какой-нибудь плос-ти, измѣряется вообще такъ. Въ вершинѣ угла располагаютъ лимбъ инстр-та (центръ лимба совмѣщается съ вершиной угла) въ той плос-ти, въ к-рой измѣряютъ уголъ; потомъ, оставляя лимбъ неподвижнымъ, визируютъ по одной сторонѣ угла, дѣлаютъ по лимбу отсчетъ противъ указателя, связаннаго съ визир. приспособленіемъ (труба діоптры), далѣе визируютъ по второй сторонѣ угла, дѣлаютъ второй отсчетъ; разность отсчетовъ дастъ величину угла. Если лимбъ будетъ наглухо связанъ съ визир. приспособденіемъ, какъ, напр., въ К. съ трубой, и, значить, лимбъ при визир-ніи на первый и второй предметъ не останется неподвижнымъ, необходимо для производства отсчетовъ оставить неподвижнымъ какой-нибудь указатель, и тогда опять-таки разность двухъ счетовъ дастъ уголъ. Уголъ наклоненія есть уголъ, расположенный въ вертик. плос-ти и образованный какимъ-нибудь напр-ніемъ съ его гориз. проэкціей. Значитъ, для измѣренія этого угла необходимо расположить въ его вершинѣ лимбъ въ вертик. плос-ти и визировать сначала вдоль наклон. линіи (данное напр-ніе), а потомъ по гориз. линіи и производить при каждомъ визир-ніи отсчеты; разность послѣднихъ даетъ уголъ наклоненія. Въ К. къ алидадѣ вертик. круга придѣланъ наглухо уровень: слѣд-но, каждый разъ, когда пузырекъ послѣдняго будетъ посрединѣ, линія нулей ноніусовъ алидады будетъ имѣть одно и то же положеніе относ-но гориз. линіи, при чемъ отсчетъ не всегда будетъ нуль. Положимъ, что оптич. ось трубы направлена по гориз. линіи, а пузырекъ уровня алидады приведенъ на середину; полученный при этихъ условіяхъ отсчетъ назовемъ мѣстомъ нуля М. Очевидно, при всякомъ положеніи К. на планшетѣ мѣсто нуля д. оставаться постояннымъ. Для полученія мѣста нуля необходимо произвести слѣд. дѣйствія: направить трубу на точку какого-нибудь предмета, привести пузырекъ уровня на середину и сдѣлать по ноніусамъ отсчетъ, потомъ перевести трубу черезъ зенитъ, перевернуть К. въ гориз. плос-ть на 180°, направить трубу снова на ту же точку, привести пузырекъ на середину и сдѣлать отсчетъ. Указанныхъ двухъ отсчетовъ вполнѣ достаточно, какъ для полученія мѣста нуля, такъ и для вывода угла наклоненія. Положимъ, что первое положеніе было кругъ вправо. Пузырекъ уровня приведенъ на середину, алидада остается неподвижной. Вообразимъ, что оптич. ось трубы направлена по гориз. линіи AB (фиг. 4), и положимъ, что неизвѣстный намъ отсчетъ мѣста нуля будетъ М. Направимъ трубу по линіи A₁B₁ уголъ наклоненія к-рой α надо опредѣлить. Когда труба переходила изъ положенія AB въ положеніе A₁B₁ она описала уголъ α; на такой же уголъ съ ней вмѣстѣ повернулся и прикрѣпленный къ ней лимбъ, и, значить, если теперь произвести по ноніусамъ отсчетъ π, то послѣдній отъ отсчета M будетъ отличаться ровно на уг. α. Т. к. на лимбѣ надписи дѣленія растутъ по часовой стрѣлкѣ, то при переходѣ трубы изъ положенія АВ въ положеніе A₁B₁ подъ неподвиж. нуль ноніуса будутъ постепенно подходить все болѣе старшія дѣленія, и, значить, отсчетъ π будетъ старше M, а слѣд., уг. α опредѣлится по формулѣ:

α = π — M ... (1).

Послѣ перевода черезъ зенитъ будемъ имѣть кругъ влѣво. Пузырекъ приведенъ на середину, оптич. ось трубы АВ гориз-на; тогда опять получимъ отсчетъ М; далѣе направимъ трубу по той же линіи A₁B₁ уг. наклоненія к-рой α. При переходѣ изъ положенія АВ въ положеніе A₁B₁ труба повернется на уг. α, а вмѣстѣ съ ней повернется на такой же уг. α и лимбъ. Отсчетъ λ при положеніи трубы A₁B₁ будетъ отъ M отличаться ровно на α. Когда труба переходила изъ положения АВ въ положеніе A₁B₁ подъ неподвиж. нуль ноніуса, алидады подходили все младшія и младшія дѣленія, а посему отсчетъ M будетъ старше отсчета λ, и уг. α опредѣляется по формулѣ:

α = M — λ ... (2).

Получили двѣ формулы (1) и (2), у к-рыхъ π и λ извѣстны, а α и M неизвѣстны; складывая эти формулы и вычитая одна изъ другой, получимъ α = (π — λ)/2 и M = (π + λ)/2. Значить, мѣсто нуля м. б. опредѣлено, если опредѣлить отсчеты на предметъ при кругѣ вправо и кругѣ влѣво, приводя каждый разъ пузырекъ уровня на середину. Опредѣливъ мѣсто нуля M, к-рое д. б. постояннымъ, впослѣдствіи для опредѣленія угла наклоненія достаточно взять на предметъ одно напр-ніе и, приведя пузырекъ уровня на середину, сдѣлать отсчетъ π или λ въ зав-сти отъ того, при какомъ кругѣ произведено наблюдніе и послѣ этого получить уголъ или по формулѣ (1) или (2). К., примѣняемый на нашихъ госуд. съемкахъ, даетъ возм-сть опредѣлить дальномѣрно разстояніе съ относит. ошибкой ок. ¹/₃₀₀ и углы наклоненія, необходимые для полученія разности высотъ точекъ, съ точностью до 1 мин. Иногда при полуинструментал. мензульныхъ съемкахъ или при мензул. съемкахъ, когда необходимо получить планъ мѣстности безъ рельефа, т.-е. когда не надо опредѣлять разности высотъ точекъ, примѣняютъ К. безъ вертик. круга и безъ сектора.

Фиг.1.

Фиг. 2.

Фиг. 3.

Фиг. 4.