Un nivel es un instrumento óptico que se utiliza para establecer o verificar puntos en el mismo plano horizontal en un proceso conocido como nivelación , y se utiliza junto con un personal nivelador para establecer los niveles de alturas relativas de objetos o marcas. Se usa ampliamente en topografía y construcción para medir diferencias de altura y para transferir, medir y establecer alturas de objetos o marcas conocidas.
También se conoce como nivel Topógrafo, nivel Constructor, nivel Dumpy o nivel histórico "Y". Opera según el principio de establecer una relación de nivel visual entre dos o más puntos, para lo cual se utiliza un telescopio incorporado y un nivel de burbuja de alta precisión para lograr la precisión necesaria. Tradicionalmente, el instrumento se ajustaba completamente de forma manual para asegurar 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 [ editar ]
Un nivel óptico consiste en un telescopio de precisión con puntos de mira y marcas Stadia . Las retículas se utilizan para establecer el punto de nivel en el objetivo y los estadios permiten encontrar el rango; Los estadios suelen tener una proporción de 100: 1, en cuyo caso un metro entre las marcas de los estadios en el bastón de nivelación representa 100 metros del objetivo.
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 grueso 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 un bastón de nivel verticalque es un graduado en pulgadas o centímetros. La vara de nivel se coloca con el pie en el punto para el que se requiere la medición de nivel. El telescopio se gira y se enfoca hasta que el personal de nivel sea claramente visible en la mira. En el caso de un nivel de inclinación, 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 con un espejo mientras se ajusta o los extremos de la burbuja en una pantalla de "burbuja dividida" se pueden ver dentro del telescopio. Esto también permite garantizar el nivel exacto del telescopio mientras se toma la mira. 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 del personal en la mira y las marcas de estadios, y se coloca una marca o marcador de identificación donde el personal de nivel descansaba sobre el objeto o posición que se está examinando. jir
Invención [ editar ]
En 1832, el ingeniero civil e inventor inglés William Gravatt , que recibió el encargo de examinar un esquema para la ruta del Ferrocarril del Sudeste de Londres a Dover , se sintió frustrado con la operación lenta y engorrosa del nivel "Y" durante el trabajo de inspección, y diseñó el más transportable más fácil de usar el nivel "rechoncho", [1] [2] así llamado debido a su apariencia más corta. [3]
El telescopio del nivel histórico "y" se sostiene en dos brazos de latón, que son parte de la montura y el telescopio se puede quitar fácilmente para permitir la inversión de la vista a través 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 instrumento Y se ensambla y se desmonta para cada estación de observación. Sin embargo, el nivel volquete está asegurado permanentemente a sus dos brazos de soporte y al mecanismo de nivelación, lo que reduce la incertidumbre de la medición y reduce considerablemente el tiempo necesario para configurar el instrumento. El Dumpy utiliza el mismo principio básico de observación de nivel.
Operación de la encuesta [ editar ]
Después de una configuración cuidadosa del nivel, la altura de la cruz filar se determina mediante la observación de un punto de referencia conocido con una altura conocida determinada por un estudio anterior o se utiliza un punto arbitrario con una altura supuesta.
La observación se realiza con un agrimensor asistente que sostiene un bastón graduado vertical en el punto bajo medición. El topógrafo gira el telescopio hasta que el personal graduado está en el punto de mira y registra la lectura. Esto se repite para todos los avistamientos de ese dato. Si el instrumento se mueve a otra posición dentro de la distancia de avistamiento, se vuelve a nivelar y se toma un avistamiento de un nivel conocido en el levantamiento anterior. Esto relaciona cualquier nivel nuevo con los niveles anteriores. La lectura del nivel de la visual hacia atrás siempre se resta de la lectura del nivel de la visual hacia adelante, y eso equivale al cambio de elevación entre los dos puntos, por lo que este método se denomina nivelación diferencial .
El otro método de nivelación en topografía se llama nivelación trigonométrica , que implica el uso directo de la estación total (o cualquier instrumento obsoleto que lea ángulos), para leer el ángulo vertical (cenit) de una varilla de prisma, y usa las funciones trigonométricas para obtener el cambio de cota.
Variantes [ editar ]
El nivel de Y o Wye nivel es el más antiguo y más voluminoso de los instrumentos ópticos de estilo más antiguo. Se coloca un telescopio de baja potencia en un par de soportes de abrazadera y luego se nivela el instrumento con 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 de inclinación 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 para nivelarlos. Esto reduce la confianza total en la precisión de nivelación del soporte inferior de los instrumentos, y la pantalla de "burbuja dividida" brinda una garantía adicional de que el telescopio está nivelado mientras mira. Esto permite un funcionamiento más rápido 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.
Un nivel automático , un nivel autonivelante o un nivel automático del constructor incluyen un mecanismo compensador interno (un prisma oscilante ) que, cuando se coloca cerca del nivel, elimina automáticamente cualquier variación restante. Esto reduce la necesidad de establecer la base del instrumento realmente nivelada, como con un nivel voluminoso. Los instrumentos autonivelantes son el instrumento preferido en sitios de construcción, construcción y durante la topografía debido a la facilidad de uso y el tiempo de instalación rápido.
Un nivel electrónico digital también se fija en un trípode y lee un pentagrama con código de barras utilizando métodos láser electrónicos. La altura de la vara donde la viga de nivel cruza la vara se muestra en una pantalla digital. Este tipo de nivel elimina la interpolación de graduación de una persona, eliminando así una fuente de error y aumentando la precisión. Durante la noche, el nivel voluminoso 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 [4]
Un nivel óptico automático moderno con lectura de tránsito horizontal.
El mecanismo de prisma interno de un telescopio de nivelación automática.
Un nivel "Y". El telescopio se puede quitar e invertir, o girar axialmente, para eliminar errores de colimación.
El acimut es el ángulo formado entre dos puntos de interés en el plano horizontal.
Nivelador de control de baja precisión para uso manual
En la cultura popular [ editar ]
En el primer capítulo de la novela de Thomas Hardy de 1887 The Woodlanders , [5] el narrador afirma: "Conocía cada inclinación sutil 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 a un nivel de Dumpy ".
En el juego en línea World of Warcraft , hay una misión en Wetlands dada por Surveyor Thurdan para recuperar su nivel rechoncho perdido. Incluso comenta sobre el nombre, diciendo: "Yo no nombré la maldita cosa, ¿de acuerdo? ¡Ve a buscarlo!"
Ver también [ editar ]
- Glosario de términos de nivelación
- Nivel láser
- Nivel de línea láser
- Teodolito
- Estacion total
- Varilla de Filadelfia
- Nivel de agua (dispositivo)
Referencias [ editar ]
- ^ Saikia; et al. (30 de octubre de 2010). Topografía . Aprendizaje de PHI. ISBN 8120339851.
- ^ "William Gravatt" . craig-telescope.co.uk . Consultado el 31 de mayo de 2012 . CS1 maint: parámetro desalentado ( enlace )
- ^ Diccionario de inglés de Oxford . "regordete", adj, 2.
Nivel mejorado de Gravatt, comúnmente llamado (por su apariencia) el Nivel Dumpy.
Mantenimiento de CS1: ubicación ( enlace ) - ^ "Todo sobre los niveles de tránsito" . johnsonlevel.com .
- ^ Thomas Hardy, Los Woodlanders
Enlaces externos [ editar ]
- Comprobando un nivel
- Nivel estrella (nivel Y)
