Nivel (instrumento óptico)
Un nivel es un instrumento óptico utilizado para establecer o verificar puntos en un mismo plano horizontal en un proceso conocido como nivelación. Se utiliza junto con una mira niveladora para establecer la altura relativa o los niveles (la separación vertical) de objetos o marcas. Se utiliza ampliamente en topografía y construcción para medir diferencias de altura y para transferir, medir y establecer alturas de objetos o marcas conocidos.
También se le conoce como nivel de topógrafo, nivel de constructor, nivel rechoncho o nivel histórico "Y". nivel. Funciona según el principio de establecer una relación de nivel visual entre dos o más puntos, para lo cual se utiliza un telescopio óptico incorporado y un nivel de burbuja de alta precisión para lograr la precisión necesaria. Tradicionalmente, el instrumento se ajustaba completamente manualmente para garantizar una línea de visión nivelada, pero las versiones automáticas modernas autocompensan los errores leves en la nivelación aproximada del instrumento y, por lo tanto, son más rápidas de usar.
El nivel óptico no debe confundirse con un teodolito, que también puede medir ángulos en el plano vertical.
Descripción
La unidad completa normalmente se monta en un trípode y el telescopio puede girar libremente 360° en un plano horizontal. El topógrafo ajusta el nivel del instrumento mediante un ajuste aproximado de las patas del trípode y un ajuste fino utilizando tres tornillos niveladores de precisión en el instrumento para hacer que el plano de rotación sea horizontal. El topógrafo hace esto con el uso de un nivel de diana integrado en el soporte del instrumento.
El topógrafo mira a través del ocular del telescopio mientras un asistente sostiene una mira niveladora vertical graduada en pulgadas o centímetros. La mira de nivel se coloca con el pie en el punto donde se desea medir el nivel. El telescopio se gira y se enfoca hasta que la mira de nivel sea claramente visible en la mira. En el caso de un nivel inclinable, el ajuste fino del nivel se realiza mediante un tornillo de altitud, utilizando un nivel de burbuja de alta precisión fijado al telescopio. Esto se puede ver mediante un espejo mientras se ajusta, o los extremos de la burbuja en una "burbuja dividida" La pantalla se puede ver dentro del telescopio. Esto también permite garantizar el nivel exacto del telescopio mientras se realiza la observación. Sin embargo, en el caso de un nivel automático, el ajuste de altitud se realiza automáticamente mediante un prisma suspendido debido a la gravedad, siempre que la nivelación aproximada de la base del instrumento sea precisa dentro de ciertos límites.
Cuando está nivelado, se registran las lecturas de graduación de la mira en la mira y las marcas de los estadios, y se coloca una marca o marcador de identificación donde la mira de nivel descansa sobre el objeto o posición que se está examinando.
Invención
En 1832, el ingeniero civil e inventor inglés William Gravatt, a quien se le encargó examinar un esquema para la ruta del Ferrocarril del Sureste de Londres a Dover, se sintió frustrado por el lento y engorroso funcionamiento del " Y" nivel durante el trabajo de encuesta, e ideó el "dumpy" más transportable y fácil de usar; nivel, llamado así por su apariencia más corta.
El telescopio del histórico "Y" el nivel se sostiene en dos brazos de latón, que son parte de la montura y el telescopio se puede quitar fácilmente para permitir una inversión de visión de 180 grados o una rotación axial del telescopio; ambos para compensar los errores de colimación óptica. Debido a que el telescopio no está fijado al mecanismo de ajuste de nivel, el conector "Y" El instrumento se monta y desmonta para cada estación de observación. Sin embargo, el nivel dumpy está permanentemente asegurado a sus dos brazos de soporte y al mecanismo de nivelación, reduciendo así la incertidumbre de la medición y reduciendo considerablemente el tiempo necesario para configurar el instrumento. El rechoncho utiliza el mismo principio básico de observación de nivel.
Operación de encuesta
Después de una cuidadosa configuración del nivel, la altura de la mira se determina apuntando desde un punto de referencia conocido con una altura conocida determinada por un estudio previo o se utiliza un punto arbitrario con una altura supuesta.
El avistamiento se realiza con un asistente del topógrafo que sostiene un bastón graduado vertical en el punto bajo medición. El topógrafo gira el telescopio hasta que el bastón graduado está en la mira y registra la lectura. Esto se repite para todos los avistamientos desde ese dato. Si el instrumento se mueve a otra posición dentro de la distancia de observación, se vuelve a nivelar y se toma una observación de un nivel conocido en el estudio anterior. Esto relaciona los nuevos niveles con los niveles anteriores.
Variantes
.jpg)
El nivel Y o nivel en estrella es el más antiguo y voluminoso de los instrumentos ópticos de estilo antiguo. Se coloca un telescopio de baja potencia en un par de soportes de abrazadera y luego se nivela el instrumento utilizando un nivel de burbuja, que se monta paralelo al telescopio principal.
El término nivel rechoncho (también nivel de constructor) perdura a pesar de la evolución en el diseño. Pueden ser manuales o automáticos, siendo este último mucho más rápido de configurar.
Un nivel basculante es una variante que tiene un tornillo de ajuste vertical de precisión que inclina tanto el telescopio como el nivel de burbuja de alta precisión adjunto a él para nivelarlos. Esto reduce la dependencia total de la precisión de nivelación de los instrumentos. montaje inferior y la "burbuja dividida" La pantalla proporciona una seguridad adicional de que el telescopio está nivelado mientras se mira. Esto permite una operación más rápida ya que no es necesario que la montura inferior esté realmente nivelada, aunque introducirá un ligero error ya que el eje vertical de la montura no coincide completamente con el centro del telescopio. La burbuja dividida funciona mostrando la mitad de ambos extremos de la burbuja uno al lado del otro en el telescopio, y cuando los extremos curvos están alineados, está nivelado.
An nivel automático, nivel de autonivelizacióno nivel de construcción del auto incluye un mecanismo de compensador interno (prismo oscilante) que, cuando se establece cerca del nivel, elimina automáticamente cualquier variación restante. Esto reduce la necesidad de establecer la base de instrumentos verdaderamente nivel, como con un nivel de dumpy. Los instrumentos de autonivelización son el instrumento preferido en los edificios, la construcción, y durante el reconocimiento debido a la facilidad de uso y el tiempo de configuración rápido.
Un nivel electrónico digital también se nivela sobre un trípode y lee un código de barras mediante métodos láser electrónicos. La altura de la mira donde el haz de nivel cruza la mira se muestra en una pantalla digital. Este tipo de nivel elimina la interpolación de la graduación de una persona, eliminando así una fuente de error y aumentando la precisión. Durante la noche, el nivel dumpy se utiliza junto con un láser cruzado automático para obtener lecturas de escala precisas.
Un nivel de tránsito también tiene la capacidad de medir tanto la altitud como el acimut de un objeto objetivo con respecto a una referencia en el plano horizontal. El instrumento se gira para ver el objetivo y los ángulos vertical y horizontal se leen en escalas calibradas.
Un moderno nivel óptico automático con un readout de tránsito horizontal.
El mecanismo de prisma interno de un telescopio de nivelación automática.
Un nivel "Y". El telescopio puede ser removido y revertido, o ser girado axialmente, para eliminar errores de colilimación.
El azimut es el ángulo formado entre dos puntos de interés en el plano horizontal
Nivelador de comprobación de baja precisión para uso a mano
En la cultura popular
En el primer capítulo de la novela de Thomas Hardy de 1887 The Woodlanders, el narrador afirma: "Conocía cada sutil pendiente de las diez millas de terreno entre Abbot' s Cernel y Sherton, la ciudad comercial a la que viajó, con tanta precisión como cualquier topógrafo podría haberlo aprendido con un nivel de Dumpy."
En el juego en línea World of Warcraft, hay una misión en los Humedales encomendada por el topógrafo Thurdan para recuperar su nivel rechoncho perdido. Incluso comenta sobre el nombre, diciendo: "Yo no nombré esa maldita cosa, ¿de acuerdo?". ¡Ve a buscarlo!"