Работа и расчеты с нивелиром: Работа с нивелиром – выбираем нужную модель, учимся использовать + видео

Работа с нивелиром – выбираем нужную модель, учимся использовать + видео

Работа с нивелиром – удел геодезиста, такой инструмент позволяет произвести нивелирование, то есть определить разность между точками на поверхности земли относительно нулевой отметки, другими словами – превышения на поверхности.

Принцип работы нивелира, устройство и классификация

Устройство всех нивелиров практически идентично, все они содержат корпус, мушку, уровень, наводящий винт, упругую пластинку, подъемные винты, подставку, элевационный винт, опорную площадку, винт кремальеры, окуляр и зрительную трубу. Назначение нивелира определяется его видом, которых существует немало, и каждый имеет какие-либо особенности, которые мы постараемся обсудить ниже. Какие же можно выделить модели? Есть тригонометрические, геометрические, гидростатические, барометрические, радиолокационные, оптические и лазерные варианты.

Современные нивелиры могут подразделяться также на отдельные классы по точности: точные, высокоточные и технические. Высокоточные приборы оснащены дополнительно микрометренными пластинками или съемными насадками. Это позволяет брать отсчеты по штриховой рейке. Если нужно выполнить более точные замеры, тогда лучше воспользоваться в работе шашечными рейками. Большим спросом в последнее время пользуются цифровые нивелиры. Для того чтобы работать с ними, нужна специальная штрихкодовая рейка, только с ней получается взять отсчет автоматически.

Такие нивелиры имеют дополнительное запоминающее устройство, именно оно позволяет сохранить все результаты после проведенных наблюдений.

Часто некоторые люди путают такие понятия, как лазерные нивелиры и построители плоскостей. Последнее приспособление – это не измерительный прибор, то есть он не является нивелиром, однако если в работе с ним добавить измерительную нивелирную рейку и установить все на должном уровне, то показания можно снять, как и при помощи нивелира. Это хорошо, если не нужна высокая точность, в других же случаях нужно воспользоваться тем инструментом, который предназначен как раз для замеров.

Работа с нивелиром математического типа

Принцип работы нивелира тригонометрического типа основывается на измерениях наклона визирных линий с каждой точки. При работе с данным инструментом определяются превышения между точками, а также важно измерить при расчете и вертикальные углы. При тригонометрическом нивелировании определяются с одной станции почти любые возвышения между точками, которые имеют хорошую видимость. Точность расчета может ограничиваться только влиянием оптических преломлений и уклонений на отвесных линиях, особенно если это горные местности.

Определять превышения нужно по измеренным углам, которые вышли между линиями, полученным с помощью теодолита визированием двух точек, разницу между которыми и ищут. Работа с геометрическим нивелиром производится не только с самим прибором, но и с рейками. При работе таким приспособлением получают результаты измерений за счет разности между красными и черными отметками, значения которых берутся с рейки, расположенной горизонтально.

Это самый простой метод, расчет можно легко произвести, находясь в одной точке и при условии, что превышение будет не больше длины самой рейки. Измерять поверхность таким нивелиром в горной местности не получится, расчет не будет точным и эффективным. Превышение таким инструментом определяется визированием горизонтальных лучей (совмещением линий на шкале инструмента и на горизонте или предмете, по которому ведется замер), а вычисление производится за счет разности высот, указанных рейкой. Точность такого нивелирования составляет от 1 до 2 мм (если это технический расчет) и до 0,1 мм (для измерений 1 класса).

Назначение нивелира – как работают простые законы физики?

А вот для чего нужен нивелир гидростатического типа? Принцип работы таких приборов основан на свойстве жидкостей в сосудах всегда задерживаться на одном уровне. Положение не должно меняться от высоты точек, где бы ни были установлены сосуды. Это один из самых эффективных методов, а расчеты при таком нивелировании самые точные, и можно определить разность высоты между точками, даже если отсутствует взаимная видимость, именно в таких местах не могут работать описанные выше модели. Единственный недостаток таких измерений – разность высоты ограничивается длиной самой большой из всех трубок, которые соединены при помощи шлангов.

Барометрический нивелир выдает принцип работы в своем названии, все выполняется барометром, имеющимся в данном инструменте. Расчет ведется по данным значений из атмосферного давления с использованием специальной барометрической формулы. А принцип работы радиолокационных нивелиров основывается не только на измерениях радиовысотомеров, а также и на измерениях эхолотов. Они устанавливаются на воздушные и водные суды. Профиль измерений вычерчивается по проходимым путям.

Для чего нужен нивелир лазерный и оптический?

Оптические нивелиры относятся к самым точным. На сегодняшний день это наиболее востребованные приборы. Их предназначение – производить расчеты, где требуется техническая точность, геометрическое фиксирование результатов. Система оптических нивелиров заполнена азотом, это помогает предотвращать образование конденсатов. Также в них установлены призмы, чтобы улучшить видимость «пузырьков» на круглом уровне. Для того чтобы обеспечить прибор быстрой предварительной наводкой на поставленную цель, в прибор встроен диоптрический визир.

Нивелир защищен от повреждений за счет прочного металлического корпуса. Прибор такого типа удачно подойдет не только для плоских, но и для куполообразных штативов. Лазерные нивелиры необходимы для работ не только внутри помещений, но и снаружи, при строительстве и ремонтных работах. Особенность таких приборов заключается в образовании видимых лазерных поверхностей. Точность измерений приборов такого типа увеличивается за счет использований лазерных приемников.

Это один из нивелиров, который идеально подходит для измерений точек на одинаковых высотах. Если прибор оснастить призмой и приспособлениями для креплений, то его вполне можно использовать не только для кругового нивелирования бордюров, но также для облицовывания стен или подвесных покрытий для потолков. Такое оснащение есть у современного лазерного нивелира Stabila. Поворотная призма позволяет свободно поворачивать инструмент и измерять точки поверхности в круговом направлении.

Как работать с нивелиром – сложно ли быть геодезистом?

Обсудив модельный ряд, хочется узнать, как работать с нивелиром. Мы постараемся представить несложную схему действия. Сначала прибор устанавливается на ровной поверхности между связующими основными точками, и при помощи подъемных винтов на подставке устанавливается пузырек уровня на середине. Перед тем снять показания каждой точки, обратите внимание, чтобы пузырек был по центру, для корректировки надо воспользоваться элевационными винтами. Теперь установите рейку на заднюю точку и снимите показания с одной черной стороны.

Затем установите рейку на переднюю точку и зафиксируйте показания с другой черной стороны, потом рейка переворачивается, и снимаются показания красной отметки с передней стороны. И также снимаются показания красной отметки с задней стороны. Далее нужно по специальным формулам вычислить превышения, то есть рассчитать красные и черные точки. Для того чтобы результат был более точным, необходимо взять показания с промежуточной точки и повторить расчеты. В конце нивелирования производится вычисление горизонта инструмента, то есть надо рассчитать высоту визирного луча. Этот расчет тоже ведется по специальной формуле.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Как пользоваться нивелиром? — Полезные статьи ГиС

21 мая 2018

Нивелир — это прибор для определения разности высот, проверки ровности поверхности путем определения превышения одной точки над другой горизонтальным лучом. Нивелиры делятся на оптические, цифровые и лазерные.

Как пользоваться оптическим нивелиром?

Комплект оптического нивелира состоит из штатива, рейки с делениями в миллиметрах на одной стороне и сантиметрах с другой, а также самого нивелира.

• 1 шаг. Для начала необходимо выбрать место для установки нивелира. Самым удобный считается расположение в центре измеряемой площадки. На выбранном месте устанавливается штатив. Для достижения ровного горизонтального положения необходимо ослабить зажимы ножек штатива, установить площадку (головку) штатива на необходимую высоту и закрутить винты.
• 2 шаг. Нивелир устанавливается и закрепляется становым винтом на штатив. Вращая подъемные винты нивелира, с помощью уровня достигается горизонтальное положение прибора.
• 3 шаг. Осталось произвести фокусировку. Для этого зрительную трубу необходимо навести на рейку и вращая фокусировочный винт получить максимально резкое изображения, окулярным кольцом настраивается фокусировка сетки нитей. Если необходимо измерить расстояние от одной точки до другой или вынести оси здания, то проводится центрирование. Для этого нивелир устанавливается над точкой, а за становый винт подвешивается отвес. Нивелир смещается по головке штатива, при этом отвес должен находится над точкой, потом прибор закрепляют.
• 4 шаг. После установки и настройки прибора можно переходить к изысканиям. Нивелирная рейка устанавливается на начальную точку (или высотный репер), производится снятие отсчета по средней нити сетки нитей нивелира. Отсчет записывается в полевой журнал. Далее рейка переносится на измеряемую точку, повторяется процедура снятия и записи отсчета. Разница между отсчетами начальной и измеряемой точки и будет составлять превышение.

Как пользоваться лазерным нивелиром?

До начала работы необходимо проверить функционирование прибора. Для этого нужно зарядить аккумулятор или вставить батареи, и включить нивелир. Если луч светит ярко и четко, то аппарат готов к работе.

Для достижения высокого качества разметки необходимо соблюдать следующие правила расположения прибора:

1. Проецирование линии или плоскости должно происходить беспрерывно. На пути луча не должно быть препятствий.
2. Расстояние от нивелира до объекта не должно превышать максимального допустимого для выбранной модели. С увеличением расстояния погрешность разметки увеличивается. Но использование специального приемника позволяет увеличить дальность использования прибора до 2-х раз.
3. Лазерный луч опасен для зрения животных и людей, поэтому перед проведением работ необходимо предупредить окружающих и, по возможности, изолировать животных с рабочей площадки.

Настройка лазерного нивелира зависит от выбранной модели, важно помнить, что отключение неиспользуемых функций позволяет экономить заряд батареи и увеличить время работы устройства. Основные параметры настройки:

1. Для достижение точного результата работы прибор необходимо расположить на ровной поверхности с помощью штатива, при этом нивелир должен находиться в устойчивом положении. В некоторых моделях предусмотрено крепление к потолку или стене, в этом случае важно не допускать возможность смещения или тряски устройства.
2. До начала работ необходимо провести выравнивание прибора по горизонтали путем вращения винтов. Многие современные модели обладают функцией самовыравнивания. Такие приборы не допускают неправильного положения устройства и подают звуковой сигнал при ошибке.
3. В зависимости от задачи необходимо настроить видимость вертикальной и горизонтальной оси. В некоторых моделях также возможно выбрать режим «линии» или «точки» и отрегулировать их.
4. В ротационных нивелирах доступна настройка скорости вращения луча или величины угла для задания рабочего сектора.
5. При необходимости измерений на дальних расстояниях следует использовать приемник лазерного луча, который требуется закрепить на рейке и поместить ее на измеряемую точку.

Использование лазерного нивелира в строительстве или ремонте позволяет выполнять большое количество задач. Способы использования зависят от конкретно поставленных целей, например:

Использование лазерного нивелира при работе на полу:

1. Чтобы определить ровность залитого бетона. Для этого рейку необходимо поставить к стене в любом месте помещения и отметить, где на ней находится красный луч. После этого сделать еще несколько таких измерений в разных точках комнаты и сравнить отклонения показателей.
2. Для декоративной укладки напольной плитки. Для этого необходимо наклонить устройство и перенести луч на пол, при этом зафиксировав нивелир. Самым популярным считается способ, когда лучи пересекаются под прямым углом, что позволяет аккуратно выложить плитку. Наличие зажимов в комплектации лазерного нивелира позволяет проецировать перпендикулярное пересечение на любую поверхность.

Использование лазерного нивелира для работ на стене:

1. Для выравнивания стен Для этого необходимо направить луч вдоль поверхности и замерить отклонения.
2. Наклейка керамической плитки и обоев Применение разметки стен лазерным нивелиром позволяет выложить плитку или наклеить обои быстро и идеально ровно. Используется или один вертикальный луч для обоев или пересечение двух лучей для плитки. Для экономии заряда обычно только первый ряд наклеивается по лучам, остальные выравниваются по первому, иногда производя контрольное выравнивание нивелиром.
3. Установка техники, карнизов, полок и другие бытовые способы применения нивелира. На смену карандашам, рулеткам и пузырьковым уровням пришли лазерные нивелиры. Проецирование лучей на стену позволяет быстро и без хлопот справляться с большим количеством бытовых вопросов.

В заключение

Нивелир является незаменимым устройством как на стройке, так и в быту. Купить лазерный или оптический нивелир вы можете в нашем интернет-магазине. А также мы проводим обучение по использованию профессионального геодезического и строительного оборудования. Обращайтесь к нашим специалистам, и мы ответим на все ваши вопросы.

разновидности и использование, правила работы

Нивелир — это специальный геодезический прибор, который позволяет определять как высоту местности, так и расположение предметов на ровной поверхности. С помощью нивелира можно установить горизонтальность поверхности, поэтому такой инструмент используется сегодня не только в геодезии, но и в строительстве. Расскажем вам поподробнее, как пользоваться нивелиром и рейкой и получать максимально точные данные.

Разновидности нивелиров

В настоящее время в продаже можно найти различные типы нивелиров, которые различаются своими характеристиками. В зависимости от точности таких приборов их принято разделять на три категории:

1. Технические, погрешность которых может достигать 10 миллиметров.
2. Точные — с погрешностью не более 2 миллиметров.
3. Высокоточные — с допустимой погрешностью 0,5 миллиметров.

До недавнего прошлого востребованы были оптические нивелиры, однако сегодня наибольшей популярностью пользуются измерительные приборы, которые построены на электронной и лазерной технологии.

Лазерные нивелиры отличаются компактными размерами, а для использования такого прибора не требуются какие-либо профессиональные навыки. Сегодня наибольшую популярность подобные приспособления получили в строительстве, где с их помощью можно вычислять горизонтальность даже небольших по своему размеру поверхностей. Лазерные модели способны рисовать светящуюся четкую линию, наличие которой позволяет наглядным образом установить имеющиеся отклонения от горизонтали, что значительно упрощает выполнение необходимых расчетов.

Оптические приборы используют специальную конструкцию из многочисленных линз, что и позволяет строить максимально точное изображение, получая данные по горизонтальности поверхности. Такой измерительный прибор отличается простотой конструкции и легкостью в использовании. Он состоит из следующих элементов:

1. Зрительной трубы.
2. Подставки.
3. Круглого уровня.
4. Штатива или треноги.

Использование прибора

Первоначально эти измерительные приборы использовались в геодезии, где с помощью такого инструмента проводилась топографическая съемка, а также многочисленные землеустроительные работы. Сегодня же эти измерительные приборы применяются при возведении различных зданий и сооружений, при благоустройстве территории, строительстве беседок, детских площадок, строительных оград и так далее.

Правила работы

Работа с нивелиром не представляет особой сложности. Предлагаем вам простейший алгоритм использования этих измерительных приборов, что позволит вам даже без наличия какого-либо специального опыта получать максимально точные данные и определять даже малейшие отклонения от горизонтали.

1. Необходимо правильно установить штатив, для чего расслабляют крепежные винты, находящиеся на ножках, устанавливают нивелир горизонтально на неподвижной плоскости, при этом измерительный прибор должен располагаться на уровне груди. Закрепляют винты и фиксируют ножки.
2. На штативе устанавливают зрительную трубу, которую фиксируют крепежным винтом.
3. Нивелир приводится в горизонтальное положение, для чего вращают три регулировочных винта и выставляют пузырек с воздухом в центральном положении на круглом экране в видоискателе.
4. Выполняется фокусировка и настройка оптики. Окуляр следует подстроить под особенности зрения оператора. Для этого прибор наводят на большой освещенный объект, после чего, вращая кольцо на окуляре, добиваются четкого изображения.
5. Для работы вам потребуются две геодезических рейки, которые могут иметь длину в 3 или 5 метров. Рейки расчерчены в миллиметрах с одной стороны и в сантиметрах с другой. Они могут выполняться телескопическими из пластика или алюминия и раскладными из дерева.
6. Выравнивание по высоте. Геодезическую рейку устанавливают максимально близко от точки, которую необходимо измерить и выровнять. В окуляре можно будет наблюдать среднюю линию сетки, данные с которой записываются на бумажный или электронный носитель. Далее проводят аналогичные измерения с другими точками, определяют участок, по которому будет выполняться выравнивание, и на основании полученных расчетов можно будет обеспечить максимально точную и идеально ровную линию.
7. Выравнивание по средней линии позволит вам получить максимально точные данные. Необходимо выбрать место, где были бы видны все точки, через которые и нужно построить идеально ровную горизонтальную линию. Нивелир устанавливается таким образом, чтобы до ближайшей точки было не меньше 5 метров. Рейку выставляют спереди прибора, а вторая измерительная рейка устанавливается сзади. Задняя рейка будет необходима для нанесения отметок, а основная рейка спереди позволит рассчитать высоту. Прибор первоначально наводится на заднюю рейку, записываются значения по штрихам, после чего выполняют фокусировку на основной рейке и записывают данные по красной стороне.

Современные лазерные и электронные устройства позволяют существенно упростить вычисления. Вся информация и все данные рассчитываются автоматикой, после чего предоставляются пользователю в удобочитаемом виде. С использованием таких электронных и лазерных приборов сможет справиться каждый из нас, даже если он не имеет соответствующего опыта работы.

Нивелиры представляют собой достаточно простые в использовании приборы, позволяющие получать геодезические данные и определять идеальную геометрию и горизонтальность плоскости. Использование таких приборов не представляет сложности, в особенности при применении для измерения лазерных и электронных нивелиров.

прибор для определения разности высот

ПОДЕЛИТЕСЬ
В СОЦСЕТЯХ

Нивелир применяется для точного расчета разности высот объектов относительно горизонта. Этот измерительный прибор является незаменимым в различных областях строительства и предопределяет качество выполняемой работы. Чтобы ответить на вопрос о том, как пользоваться нивелиром, требуется внимательно изучить инструкцию по его эксплуатации. Зная принцип действия и параметры настройки устройства, можно самостоятельно вычислить необходимые показатели.

Нивелир является незаменимым прибором в различных областях строительства

Что такое нивелир и его основные особенности

Нивелир является измерительным устройством, которое используется инженерами и строителями для определения высоты различных точек на плоскости. Главная задача этого прибора заключается в построении стабильной горизонтальной линии, с помощью которой определяются геометрические отклонения объектов.

Главной задачей нивелира считается построение стабильной горизонтальной линии

Работа с нивелиром требует понимания его принципа действия. Если заглянуть в окуляр современного приспособления, то можно заметить, что оно накладывает рисунок из линий на изображение объекта. Такая система называется визирной сеткой. Спроектированные линии располагаются не только в горизонтальной плоскости, но и по вертикали.

Полезная информация! Основная задача подобного прибора заключается в определении разности высот двух или более точек земной поверхности. Этой операции способствует наличие условного уровня, в качестве которого может выступать любая естественная постоянная, например, линия моря. Фото нивелиров позволяют понять принцип их действия, поэтому рекомендованы к изучению.

Наиболее технологичными и эффективными являются лазерные приспособления, которые проецируют линии визирной сетки непосредственно на необходимый объект. Построение нитей выполняется на 360°, что позволяет получить максимально точную картину расположения точек.

Большой популярностью пользуются лазерные нивелиры Бош, отличающиеся от других приспособлений качеством комплектующих деталей. При выборе конкретного устройства в первую очередь необходимо определить его назначение.

Наиболее эффективными и технологичными считаются лазерные устройства

Нивелир: это многопрофильный прибор, используемый в строительстве

Такие приспособления являются очень полезными в строительстве, они используются для выполнения разных задач. С помощью данного инструмента можно организовать работу по нанесению облицовочного материала на любую поверхность.

Нивелиры активно применяются при поклейке обоев. Если использовать этот прибор, то необходимость в организации отбивок пропадает. Уровень следует выставить под потолком и клеить полосы в соответствии с линией, которую показывает измерительный прибор. Узнать подробнее о том, как работать с нивелиром, позволяет просмотр видеоматериалов на данную тематику.

Это устройство также применяется опытными мастерами во время плиточной кладки. С его помощью гораздо проще выдерживать ровные линии, чем и обуславливается спрос на данное приспособление в строительной среде. Однако стоит сказать, что для облицовки рабочей поверхности плиткой понадобится инструмент, который рассекает луч на отдельные перпендикулярные пучки.

Нивелир – это универсальное устройство, которое может предназначаться и для других задач. Рассмотрим, в каких случаях используется этот прибор, помимо вышеперечисленных:

Нивелиры используют не только для строительства зданий, но и во время работ по внутренней отделке помещений

• для отделки лестничных маршей;
• монтажа различной бытовой техники;
• сборки и установки мебели.

Таким образом, эксплуатационная сфера устройства довольно широка. Работать с нивелиром не так сложно, как кажется на первый взгляд, – достаточно понять принципы функционирования прибора.

Нивелир: что это такое, преимущества и недостатки инструмента

Как и любое другое устройство, это измерительное приспособление имеет свои достоинства. Рассмотрим плюсы оптических приборов. Основным преимуществом нивелиров, безусловно, является автономность. Для активации инструмента нет необходимости находиться в непосредственной близости от источника электропитания. Батарейки для работы нивелира тоже не нужны.

Еще одним плюсом измерительных устройств такого типа является то, что с их помощью получается произвести максимально точные измерения местности. Это особенно важно в ситуациях, когда планируется масштабный строительный проект. Цена нивелиров вполне приемлема, что также является преимуществом.

Одним из преимуществ устройств этого типа является их автономность

Минусом этих устройств считается то, что для выполнения замеров потребуется напарник. Один человек должен держать специальную линейку нивелира, которая имеет шкалу. Второй делает замеры и фиксирует их в соответствующий журнал.

На линейке для нивелира обозначены цифры, шаг которых составляет 1 см. Еще одно достоинство такого прибора – неприхотливость к погодным условиям. Измерения можно проводить в любую погоду. Как правило, такие устройства выполняются из прочных материалов, которые отличаются высокой износостойкостью. Наиболее важные части прибора обладают влагостойкостью.

Обратите внимание! Каждое измерительное устройство, используемое геодезистами, имеет личный паспорт. В этом документе в обязательном порядке указывается дата последней проверки.

Чем отличается нивелир от лазерного уровня? Оптические приборы подходят для профессионального применения. Лазерные устройства чаще всего эксплуатируются в домашних условиях при выполнении ремонтных манипуляций разной сложности. Они отличаются компактностью и универсальностью.

Оптические нивелиры больше подходят для профессионального использования

Использовать приборы очень просто, к тому же не требуется присутствие дополнительных лиц. Главный недостаток лазерных моделей – необходимость подключения к сети. Однако некоторые устройства функционируют от батареек.

Устройство нивелиров: оптические и лазерные приборы

Оптические измерительные приспособления еще называют призменными. Подобные устройства состоят из двух частей. Первая из них выполняет функцию подставки, а вторая является основной и используется непосредственно для проведения измерительных манипуляций.

Знание конфигурации устройства позволит более ясно понять, как работает нивелир. Главной составляющей оптического приспособления считается труба, которая включает в себя систему линз. Благодаря последним появляется возможность увеличения объектов (в 20 и более раз).

При использовании оптического инструмента все измерительные действия выполняются вручную оператором. В корпус устройства интегрированы детали, с помощью которых производится определение уровня. Все оптические модели подразделяются на три класса в зависимости от точности:

Лазерные приборы чаще всего применяются в домашних условиях при выполнении ремонтных работ

• технические;
• точные;
• особо точные.

Приборы, входящие в первую группу, имеют маркировку от H-10 и выше. Точные модели идентифицируют по меткам от H-3 до H-9. Приспособления, относящиеся к последней группе, являются наиболее функциональными. Для таких приборов указаны границы в диапазоне от Н-0,5 до Н-2,5. Цифры, содержащиеся в маркировке, соответствуют величине погрешности, которую имеет устройство. Она измеряется в мм/км.

Принцип работы нивелира зависит от его типа и конфигурации. Например, более современные модели включают в себя светодиодный излучатель, посредством которого появляется лазерная проекция. Ее построение производится на плоскости, что позволяет выполнить любое необходимое измерение.

Нивелир и теодолит: в чем разница между этими приборами

Теодолит – это еще одно устройство, используемое для измерений при строительстве различных объектов. Его главным отличием от нивелира является возможность выполнения угловых замеров. Поэтому такой прибор считается широкопрофильным. С помощью теодолита можно проконтролировать отклонения стен, а также определить, насколько деформировалось здание в процессе эксплуатации. Следует понимать, что более узкая специализация нивелиров не является их минусом.

Главным отличием нивелира от теодолита является неспособность первого выполнять угловые замеры

Полезная информация! Чем отличается нивелир от теодолита в конструктивном плане? Конструкция первого приспособления включает в себя оптическую трубу и уровень, который имеет цилиндрическую форму. В свою очередь, теодолит состоит из двух частей – кругов. Один из них располагается в горизонтальной плоскости, а второй – в вертикальной.

Такая структура позволяет получить во время работы дополнительную ось измерений. Так как двухканальные приборы отличаются от нивелиров с конструктивной точки зрения, их эксплуатация также производится иначе. Рассмотрим, как пользоваться теодолитом.

Чтобы измерить расстояние до объекта с помощью этого инструмента, нет необходимости применять вспомогательные детали, как в случае с нивелиром, который нуждается в рейке. Угол направления рассчитывается теодолитом с помощью горизонтального круга. В свою очередь, для вычисления угла наклона задействуется вертикальный круг, зафиксированный на горизонтальной оси трубы. У нивелиров отсутствует вертикальный уровень. Теодолиты, встречающиеся сегодня в продаже, могут быть оптическими или лазерными.

Как пользоваться нивелиром: установка штатива

Работа подобных приборов обусловлена конструктивными особенностями. Принцип действия таких измерительных устройств довольно прост. Его изучение позволит понять, как пользоваться оптическим нивелиром. Оптическая ось приспособления располагается в строго горизонтальной плоскости.

Нивелир может использоваться как на штативе, так и без него

Данная линия является статичной, поэтому ее отклонение невозможно даже в том случае, когда прибор находится в движении. Это качество значительно увеличивает эффективность устройства. Остановимся более подробно на вопросе о том, с чего начинается работа в случае применения такого приспособления.

Итак, рассмотрим, как пользоваться нивелиром при строительстве. В первую очередь выполняется установка устройства. Для этого необходимо разложить и поставить на ровную поверхность штатив. Концы ножек, которыми оснащается подставка, имеют острые наконечники. Если грунт на месте установки мягкий, их требуется вдавить в почву.

Затем следует отрегулировать длину ножек. Это позволит разместить прибор на удобной для оператора высоте. Площадка, находящаяся вверху штатива, нужна для установки рабочей части приспособления. Она должна располагаться строго горизонтально.

Обратите внимание! Штатив имеет вертикальный уровень, благодаря которому снижается погрешность конечного результата измерений. Таким образом, положение держателя влияет на горизонтальный уровень, который отображается в рабочей части нивелира.

Точность измерений зависит от правильной установки прибора

Точность измерений, безусловно, зависит от правильной работы с геодезической линейкой, но и начальный этап, предполагающий установку, тоже крайне важен. Телескопические опоры и специальные фиксаторные элементы (зажимы) позволяют повысить эффективность установки прибора на местности.

Как правильно пользоваться нивелиром: настройка прибора

Измерительные устройства такого типа могут отличаться друг от друга с конструктивной точки зрения. Однако все они требуют соблюдения определенных условий. Точность работы приборов зависит от правильного расположения их в пространстве. Перед началом выполнения измерений необходимо провести грамотную настройку прибора.

Для регуляции нивелира существуют специальные механизмы, позволяющие определить оптимальное расположение на местности. В строительных целях, как правило, применяются приспособления, оснащенные уровнями. Эти устройства относят к пузырьковым, и именно с их помощью выполняется правильная калибровка измерительного инструмента. Лучшие лазерные нивелиры включают в себя дополнительные приспособления для настройки.

Статья по теме:

Как выбрать лазерный самовыравнивающийся уровень

Строительный лазерный уровень: разновидности и особенности конструкции. Общие характеристики оборудования.

Повысить эффективность прибора позволяют винты, которые способны менять расположение устройства по трем осям (X, Y и Z). Для того чтобы отрегулировать инструмент, необходимо поочередно подкрутить каждый винт. Если выравнивание положения нивелира прошло успешно, то пузырьки в уровнях будут находиться четко между ограничительными метками.

Винты, которые способны менять расположение устройства по трем осям значительно повышают эффективность прибора

В верхней части приспособления имеется еще один уровень – круговой. На колбе этого элемента располагается разметка в виде двух окружностей (большой и малой). В конце регулировочных работ пузырек должен размещаться строго в центральной точке меньшего круга.

Правильная фокусировка измерительного устройства

Следующим шагом настройки прибора, используемого в строительстве, является регулировка оптической линзы. Для осуществления этой операции приспособления оснащаются специальными элементами, которые позволяют выполнить точную настройку рабочей части. К ним относятся:

• кольца окуляра;
• регулировочный винт;
• наводящий винт.

Первый элемент является важнейшим в конструкции нивелира. Для чего нужно кольцо окуляра? Оно предназначено для фокусировки взгляда на линиях, образующих сетку. Данная разметка состоит преимущественно из горизонтальных контуров, однако она включает в себя и одну вертикаль. Измерения снимаются исключительно по самой длинной линии, расположенной в горизонтальной плоскости.

Винт, который используется для фокусировки, позволяет получить четкое изображение измеряемого объекта. Рассмотрим более подробно, как следует проводить настройку. В окуляре должна отобразиться сетка линий. После появления четкого изображения нужно прокрутить винт, который отвечает за фокусировку. Манипуляция выполняется до тех пор, пока картинка, на которую накладываются нити, не станет четкой. Коррекция такого рода производится перед каждым снятием измерительных данных.

Четкое изображения можно получить вращая винт отвечающий за фокусировку

Полезная информация! Вертикальная линия должна при фокусировке находиться строго по центру геодезической линейки. Следуя инструкции, можно безошибочно отрегулировать прибор и получить ответ на вопрос о том, как пользоваться нивелиром и рейкой. Видео-уроки, которые содержат подробное описание настройки и снятия данных, рекомендуются к просмотру.

Для того чтобы точность вычислений была максимальной, стоит также знать о том, как производится коррекция данных после их снятия. Грамотное использование такого прибора позволяет спланировать строительное мероприятие.

Как пользоваться нивелиром и рейкой: измерение и фиксация значений

Вычисление данных посредством применения измерительного инструмента такого типа выполняется по специальному алгоритму. Очень важно определить точку отсчета, на которую будет производиться ориентация во время измерения. Коррекция расположения других объектов выполняется на основе данных об исходной позиции.

Рейка должна быть установлена на самую высокую точку, соответствующую измеряемой плоскости. После этого стоит навести инструмент на ее шкалу, что позволит рассчитать нужные значения.

Рейка должна устанавливаться на самую высокую точку, которая соответствует измеряемой плоскости

Коррекция положения геодезической рейки также входит в комплекс манипуляций, необходимых в процессе работы. Для этого данный элемент требуется перемещать вверх или вниз. Это производится до тех пор, пока целое число на рейке не сойдется с точкой в объективе, соответствующей пересечению линий. Значение, которое было получено при этом, следует зафиксировать в журнале.

Теперь потребуется переместить рейку на другую точку измерения. Новое положение позволяет вычислить следующее значение на шкале. Оно тоже должно в обязательном порядке совпадать с пересечением линий в объективе инструмента. Затем два значения, определенных по перекрестным точкам, необходимо объединить, после чего нижний край рейки будет соответствовать позиции, на которую производится ориентация.

Важно знать, что отметка чаще всего проставляется на специальной конструкции, которая называется репером. Между этими составляющими натягивают строительные шнуры, что позволяет получить четкую картину будущего строительного мероприятия. Реперы активно используются при заливке оснований зданий или же при возведении стен.

Наиболее четкие данные можно получить с помощью лазерных нивелиров. Уровни такого типа тоже содержат рейки, которые способствуют проведению соответствующих измерительных изысканий.

Рейку необходимо перемещать вверх или вниз до тех пор, пока целое число на рейке не сойдется с точкой в объективе

Благодаря нивелиру появляется возможность определения и выставления необходимых точек на огромных площадях. Радиус действия других измерительных приборов гораздо больше.

Подробно об определении превышения точек с помощью рейки для нивелира

Нахождение разности высот двух или более точек – довольно серьезный процесс, требующий от оператора внимательности и знания эксплуатационных характеристик устройства. Для этой работы используется рейка, регуляция которой осуществляется вторым человеком.

Необходимо определить исходную точку измерения. Для наглядности ее можно обозначить латинской буквой A. Именно на нее устанавливается рейка. Вертикальное расположение данного элемента является наиболее целесообразным. Для того чтобы откалибровать рейку, нужно сверяться с вертикальной чертой визирной сетки.

Обратите внимание! Лазерные нивелиры 360° также требуют установки и настройки измерительной рейки, но их особенность заключается в создании более объемной плоскости.

Процесс нахождения разности высот двух или более точек, является довольно сложной процедурой

Затем нужно навести прибор на рейку и отрегулировать измерительное устройство таким образом, чтобы она приобрела четкие очертания в окуляре.

Далее можно приступить к регистрации данных, полученных в процессе работы. Для этого нужно отметить положение горизонтальных линий, входящих в визирную сетку. Следует обратить внимание на нижний показатель. К нему суммируется число, соответствующее количеству сантиметровых делений, находящихся между чертой значения и линией визира приспособления.

Затем помощник должен изменить положение рейки. Это производится для определения следующей точки B, после чего необходимо повторно зафиксировать значение. Существует одно правило, которое следует знать. Горизонт приспособления является статичным, поэтому двигается только рейка. От высоты ее положения зависит измеряемая величина. Чем ниже размещается рейка, тем больше будет значение, которое можно определить с помощью рабочей части прибора.

Как выполняется поверка нивелира: пошаговое описание процесса

Поверка измерительного устройства такого типа включает в себя несколько мероприятий, предназначение которых заключается в определении пригодности прибора к эксплуатации. В ходе инспекции необходимо убедиться в том, что круглый уровень функционирует без ошибок. Рассмотрим процесс поверки более подробно.

В случае смещения пузырька необходимо произвести калибровку устройства

Для начала требуется настроить уровень с помощью винтов. Пузырек следует разместить в центральной точке круглого уровня. Затем прибор разворачивают на 180°. После смены расположения измерительного инструмента пузырек должен остаться на том же месте.

Обратите внимание! Поверке подвергаются не только профессиональные оптические приспособления. Лазерные модели, предназначенные для бытового применения, также время от времени проверяют. Их особенностью является то, что они проецируют на рабочую поверхность зеленый луч. Лазерные нивелиры позволяют выполнять разные строительные мероприятия и пользуются большой популярностью.

В случае смещения пузырька производится калибровка устройства. Сначала настраиваются подъемные винты. С их помощью положение пузырька должно быть откорректировано наполовину. Затем потребуется убрать оставшееся отклонение, обнаруженное круглым уровнем. Для этого настраиваются юстировочные винты.

Поверка включает в себя не только инспекцию круглого уровня. С помощью нее определяется исправность компенсаторного устройства. Данная работа также производится пошагово. Первое, что нужно сделать для проверки работоспособности компенсатора, – настроить уровень так, чтобы пузырек располагался в центральной точке.

Рейки с обратной (б) и прямой (в) оцифровкой: 1 – подставка; 2 – элевационный винт; 3 – окуляр; 4 – коробка цилиндрического уровня; 5 – кремальера; 6 – визир; 7 – объектив; 8 – закрепительный винт трубы; 9 – наводящий винт трубы; 10 – круглый уровень; 11 – исправительный винт круглого уровня; 12 – подъемный винт

Далее необходимо навести прибор на четкий объект. Затем подъемный винт проворачивается на 1/8. Обязательно нужно следить за смещением горизонтальной линии визирной сетки. Она должна изменить местоположение, после чего вернуться в исходную позицию. Если горизонтальная линия не возвращается в первоначальную точку, это означает, что компенсаторное устройство неисправно и прибор непригоден для проведения измерительных работ. В рейтингах лазерных нивелиров и оптических устройств присутствуют различные модели, однако все они требуют периодических проверок.

Обратите внимание! Кроме всего прочего, поверка включает в себя инспекцию углов нивелира. Следует помнить, что данная процедура очень важна, ведь ее выполнение позволяет определить исправность приспособления.

Нивелир Бош GLL 3-80 Professional и другие популярные модели

Сегодня существует множество приспособлений, которые предназначаются для снятия замеров на местности или же внутри помещения. Некоторые из них являются более эффективными, что достигается за счет качества составляющих. Рассмотрим, какие приборы такого типа стоит приобретать.

Наиболее функциональным устройством считается лазерный нивелир GLL 3-80 Professional, выпускаемый именитой немецкой компанией Bosch. Подобное приспособление применяется внутри помещения. Погрешность устройства крайне мала. Отклонения практически не наблюдаются даже на дистанции до 10 м. Стоит сказать, что существуют специальные приемники, с помощью которых можно увеличить радиус действия инструмента до 60 м.

Лазерный нивелир GLL 3-80 Professional является наиболее функциональным устройством

Питание прибора осуществляется от батареек. Если использовать устройство без перерывов, то заряда хватит всего на 4 часа. Поэтому стоит заранее предусмотреть дополнительные комплекты элементов питания. Такой инструмент оснащается держателем, благодаря которому производится настройка его расположения.

Нивелир GLL 3-80 Professional можно применять в хозяйственных и профессиональных целях. На корпусе инструмента есть специальные держатели магнитного типа. Кроме всего прочего, прибор имеет функцию автоматической настройки, что позволяет проводить его выравнивание.

Среди оптических уровней стоит выделить нивелир H-05, который относится к категории высокоточных. Этот прибор является профессиональным, он предназначается для расчета разности точек при выполнении разнообразных инженерно-геодезических работ. При использовании такого устройства стоит понимать, что оно требует определенных знаний и навыков от оператора. Для работы прибора необходима специальная рейка, оснащенная полусантиметровой шкалой.

Следует выделить несколько фирм, которые производят надежное и долговечное оборудование. Например, на современном рынке часто встречаются различные модели уровней, изготовленные компанией DeWALT. Качественные приспособления реализует и фирма Stabila.

Отличное качество имеют приборы изготавливаемые компанией DeWALT

Как пользоваться лазерным нивелиром: распространенные ошибки при эксплуатации прибора

Многие люди, которые в первый раз используют данный прибор, могут столкнуться с определенными трудностями, которые приведут к неточностям в вычислениях. Рассмотрим, какие ошибки встречаются чаще всего при применении нивелиров в строительных целях.

В первую очередь следует позаботиться о том, чтобы инструмент находился в полной сохранности. Безусловно, современные модели нивелиров являются устойчивыми ко многим неблагоприятным факторам окружающей среды, однако они восприимчивы к механическим воздействиям (ударам). Следует также понимать, что надежность устройства не всегда регламентируется ценой. Лазерные нивелиры требуют более тщательного ухода.

Полезная информация! Уровень погрешности приспособления во многом зависит от работоспособности фиксаторных элементов. Винты прибора должны находиться в исправности, в противном случае точность показаний значительно снизится. Если на местности, где выполняется измерение, присутствуют сильные порывы ветра, то рекомендуется воспользоваться вспомогательными крепежами.

Перегрев нивелира может негативно сказаться на точности измерений

Устойчивость прибора – очень важный момент. Если отнестись к этому фактору без должной серьезности, то тогда не только окажется неточным окончательный результат измерений, но и может пострадать сам прибор. Ремонт нивелира стоит недешево, поэтому не рекомендуется закрывать глаза на основные правила его эксплуатации.

Установку рейки прибора нужно провести таким образом, чтобы она находилась четко на поверхности. Это позволит исключить вероятность перекоса. И, наконец, ни в коем случае нельзя допускать, чтобы инструмент перегревался. Это негативно скажется на точности измерений.

Таким образом, нивелиры являются незаменимыми приспособлениями, с помощью которых определяется высота объектов. Полученные данные используются для возведения зданий. Бытовые лазерные модели можно применять для разных целей, когда требуется вычисление точного расположения строительных элементов.

Как пользоваться нивелиром: анимированная фото инструкция ◀️

Нивелир − основной инструмент в работе геодезистов, строителей, проектировщиков, топографов. В самом общем понимании, это прибор, определяющий разность высот на местности. Незаменим нивелир и для мастеров по ремонту. Он пригодится при строительстве беседки, закладке фундамента теплицы, ему можно найти применение при выравнивании участка, прокладке дорожек и заливке парковочного места. Однако, несмотря на такой простой принцип и понятные задачи, немногие знают, что это за прибор и как пользоваться нивелиром правильно. А некоторые домашние мастера предпочитают собственный глаз современной оптической или лазерной технике. После прочтения нашего обзора и любители, и профессионалы смогут по-новому взглянуть на нивелир как прибор чрезвычайно полезный для решения многих, казалось бы, простых, но весьма ответственных задач.

Два глаза − хорошо, а три − лучше! Нивелир позволяет точно определить положение высотных точек в заданной системе координат

Читайте в статье

Нивелир и нивелирование – что это такое

Нивелир – это технический прибор, с помощью которого геодезисты и строители делают замеры высотных точек на плоскости. Его основная задача — построить стабильную горизонталь, относительно которой любые отклонения станут заметными.

До изобретения нивелира измерения уровня проводились вот таким, нехитрым способом. Доподлинно неизвестно, что именно служило в качестве ёмкостей. Остаётся только догадываться

Если посмотреть в окуляр современного устройства, видно, что, кроме приближения предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Эта сетка создаёт рисунок поверх объекта из вертикальных и горизонтальных полосок, на которые и ориентируется человек.

Именно на такую картинку так увлечённо и сосредоточенно смотрит геодезист во время измерительных работ

Нивелирование — это процесс геодезических изысканий с помощью нивелира. Иными словами, это определение разности высот двух или многих точек земной поверхности относительно условного уровня (например, уровня океана, реки и пр.) или превышения.

Пример использования лазерного нивелира для разметки места крепления поручней к лестнице

Лазерные модели нивелиров могут рисовать такие линии непосредственно на объекте. В лазерных приборах построение линий происходит на 360° сразу в нескольких плоскостях.

Виды нивелиров, и где они используются

Варианты использования нивелира:

Некоторые несведущие в строительстве читатели могут задать вопрос, чем отличается нивелир от лазерного уровня. Нивелиры − более универсальные инструменты, которые могут не просто проецировать точку, но и делать круговое нивелирование под углом к заданной плоскости. Однако в некоторых лазерных моделях при наклоне он начинает неприятно пищать, ругаясь, что нарушена плоскость, однако, это не мешает нивелиру достойно выполнять свою работу. Такие самовыравнивающиеся лазерные нивелиры станут лучшим выбором для человека, который занимается укладкой плит и наклонных конструкций. На сегодняшний день можно выделить два типа данных устройств: оптический и лазерный. Рассмотрим, как пользоваться нивелиром каждого вида.

Как устроены оптические и лазерные нивелиры

Оптические или призменные нивелиры используются профессионалами чаще всего. Они представляют собой прибор, который состоит из основного блока и подставки (триггера). Рассмотрим, из каких элементов он состоит.

Основные элементы оптического нивелира

Основной частью прибора является оптическая труба с системой линз. Они способны приближать объекты с двадцатикратным и более увеличением. В оптических нивелирах все действия осуществляются вручную: фиксирование положения, выравнивание, настраивание фокуса окуляра, регулировка положения зрительной трубы. В корпус инструмента встроены приспособления для определения уровня. Подробнее о работе с прибором мы поговорим в следующем разделе нашей статьи. По классу точности оптические приборы разделены на три группы. Эта маркировка принята за основу при производстве и определении класса точности:

1. Технические приспособления. Имеют маркировку Н-10, Н-12 и т.д.
2. Точные устройства. Имеют маркировку от Н-3 до Н-9.
3. Особо точные устройства. Имеют маркировку от Н-0,5 до Н-2,5.

Цифры в маркировках обозначают огрехи измерений в мм/км. Следовательно, даже техническое оборудование будет давать отклонение приблизительно 1 см на 1 км расстояния до объекта. Этого будет достаточно для того, чтобы выполнить правильное планирование большинства работ по строительству.

нивелир оптический

Вариант проецирования лучей лазерного нивелира: нулевая отметка (параллельно полу) и построение лучей в двух плоскостях

Если говорить о более современных лазерных моделях, то основной элемент в приборах этого типа − светодиодный излучатель. Световой луч, который создаёт прибор,может строить проекцию на плоскости. В зависимости от модели, устройство может проецировать лазерный луч горизонтально и вертикально, по периметру или образовывать перекрещивающиеся линии в 360°.

По назначению и конструктивным особенностям лазерные нивелиры могут быть:

1. Ротационными. Такие приборы оснащены специальными серводвигателями. Лазерная головка вращается со скоростью 600 оборотов в минуту. За счёт этого появляется возможность проецировать лучи на 360°. При необходимости скорость можно изменить, чтобы добиться большей чёткости лучей. Этот тип нивелиров будет незаменим при выполнении внешней или внутренней отделки комнат, а также при установке окон из ПВХ.
2. Проекционными. Прибор может проецировать линии в несколько плоскостей одновременно. Из-за того, что такой луч виден плохо при дневном свете, то такие модели чаще используют внутри помещения. Дальность проецирования таких приборов обычно не превышает 35 метров.
3. Точечными. Его особенность заключается в том, что на поверхность проецируются только точки. При этом лазер двигается в вертикальной и горизонтальной плоскости, что облегчает замеры и помогает выравниванию поверхностей на потолке и стенах.
4. Линейными. Они чем-то напоминают обычный фонарик. При его включении появляется отлично просматриваемая линия луча, в соответствии с которой, можно быстро и легко делать отметки.
5. Комбинированными. Такие приборы умеют строить до шести типов линий: отвесную, наклонную, линии вниз, вверх, вправо и влево. Лазер при этом работает как линейно, так и точечно.
6. Плоскостными. Их ещё называют построители плоскостей. Его в своей работе используют профессиональные геодезисты. С помощью этого прибора можно определить точки зенита и надира на поверхности, спроектировать линии по диагонали, вертикали, горизонтали, а также определить разницу высот различных предметов.

нивелир лазерный

Достоинства и недостатки оптических и лазерных приборов

Среди главных преимуществ оптических нивелиров можно назвать их автономность, приемлемую цену и высокое качество измерений. Для работы с прибором не нужны ни батарейки, ни розетка. С другой стороны, в одиночку сделать замеры не получится. Для работы с нивелиром этого типа обязательно нужно два человека. Один фиксирует специальную линейку для нивелира с нанесённой на неё шкалой деления ценой 10 мм, тогда как его партнёр производит все необходимые замеры, параллельно записывая нужные сведения в тетрадь.

Цифры на рейке нанесены с шагом в 10 см, а значения от нуля до конца рейки – в дециметрах. Для удобства пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены ещё и вертикальной полоской, так что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной

Работа с нивелиром данной категории не отличается особой сложностью, поскольку прибор не привередлив к погодным условиям, обычно такие приборы изготавливаются из прочных материалов, имеют влаго- и пылезащиту. Главное − понять, как пользоваться нивелиром и рейкой.

Важно! Каждый оптический прибор имеет паспорт. В нём обязательно указывается дата последней поверки. Проверяют такие приборы не реже, чем раз в три года в специальных лицензированных мастерских.

Что же касается лазерных приборов, то они больше подходят для бытовых работ. Что же такое лазерный нивелир, и чем он отличается от оптического? Для них не требуется участие посторонних лиц, они универсальны и просты в использовании. Единственный недостаток – необходимость подключения к сети электроэнергии или использование батареек. В этом случае полезной может стать встроенная функция автоматического отключения. Она программируется пользователем на определённый период времени, после которого прибор отключается.

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.

Важно! После установки пузырька в «нуль пункт» надо повернуть нивелир на 180° и проверить, остался пузырёк на месте или сместился. Если он переместился, то регулируется уже шестигранным ключом и двумя винтами на нивелире (пункт в руководстве), и только после этого можно проводить измерения.

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.

Важно! Если нивелир требуется установить строго над определённой точкой, то после всех настроек его центрируют. Для этого к закрепительному винту подвешивают отвес, после чего нивелир начинают двигать по головке штатива до тех пор, пока отвес не окажется чётко над заданной точкой. Когда центрирование завершено, нивелир снова фиксируют закрепительным винтом.

Как используют оптический нивелир для устройства основания

Допустим, нам необходимо подготовить и выровнять основание на небольшом участке под индивидуальный дом. В первую очередь определяем среднюю высотную отметку на площадке. Для этого все полученные значения (кроме отметки чистого пола) необходимо суммировать и разделить на 20. Предположим, средняя величина составила 1,7 м.

Иллюстрация	Описание действия
	Первый этап – нанесение разметки в виде сетки.
	Для этого используем специальные деревянные конструкции.
	Для каждой точки с помощью нивелира и рейки была определена высотная отметка.

Следующий этап – рытьё котлована. В нашем случае минимальное значение высоты составило 1,55 м, максимальное − 1,7 м. Уровень чистого пола оказался на отметке 1,25 м. Исходя из полученных данных, определяем необходимую толщину слоя засыпки под наше основание: она составит 1,7 − 1,25 = 0,45 м.

Как пользоваться оптическим нивелиром при строительстве фундамента

Алгоритм действий практически идентичен подготовке основания, с тем лишь отличием, что в этом случае фундамент уже готов, если лишь необходимо выровнять. Итак, последовательность работ:

1. Установите нивелир так, чтобы чётко видеть каждый угол фундамента в относительно узком поле зрения (90° или меньше). Это поможет избавиться от ошибок, связанных с поворотами нивелира на большие углы. Чтобы свести к минимуму ошибку, установите нивелир над фундаментом как можно ниже.
2. С помощником, удерживающим рейку, прострелите внешние углы a, b, c, d и запишите их высоту. В нашем примере самый высокий угол b.
3. Из высоты самого высокого угла вычтите высоты остальных углов и запишите разницу − это будет толщина прокладок.
4. Подкладками выведите углы до уровня высокого угла с допуском ±1,5 мм.
5. Протяните шнурку между углами. Натянув шнур горизонтально, положите стальные прокладки между лежнем и фундаментом под все лаги, балки и точечные нагрузки.
6. Для грубой подгонки лежня к шнуру в нужных местах положите подкладки.

Это общие рекомендации при работе с нивелиром на разных строительных этапах постройки дома.

Ошибки, которые допускаются при использовании оптического нивелира

Для новичков, впервые приступающих к работе с нивелиром, важно учесть некоторые особенности:

1. Важно обеспечить сохранность прибора. Он хоть и защищён разного рода покрытиями, но чувствителен к ударам и толчкам. Для того чтобы полностью исключить погрешности прибора, стоит позаботиться о том, чтобы все крепёжные элементы и детали были в рабочем состоянии и функционировали исправно.
2. Не упускайте шанс использовать дополнительные штативы и крепежи. Это позволит сохранить прибор даже при внезапном порыве ветра.
3. Не стоит полностью доверять данным, указанным в инструкции. Стоит самостоятельно проверить возможности прибора. Если вы покупаете уже не новый аппарат, лучше провести его поверку в специализированном учреждении.
4. Не забывайте, что при работе с нивелиром обязательно нужен напарник.
5. А во время установки рейки она должна стоять точно на поверхности, чтобы избежать перекосов. Пусть даже если это овраг или лунка, линейка должна упираться в дно.
6. Не допускайте перегрева прибора. Это может сказаться на точности измерений.

Как работать с лазерным нивелиром. Ликбез для новичков

Для чего нужен лазерный нивелир – перечислить все задачи прибора в одной статье крайне сложно. Расскажем о том, как его можно использовать и в чём его особенности.

Устройство и принцип работы трёхмерного лазерного нивелира

Основное преимущество лазерного инструмента заключается в непосредственном проецировании линии или точки на поверхность потолка, стены, которую можно увидеть на измерительной линейке или рейке. Это позволяет немедленно приступить к выполнению нивелировочных работ и одновременно контролировать результат.

Рассмотрим устройство и принцип работы двухмерного лазерного нивелира.​

Иллюстрация	Описание действия
	Бытовой нивелир − это чаще всего компактное устройство. В нашем случае модель Fukuda 3D (Firecore 3D), на корпусе расположен всего один тумблер, который позволяет включить или выключить прибор.
	В комплекте: поворотное основание, пластиковая мишень, а также сумка для переноски.
	Прибор работает от батареек. Аккумуляторный отсек рассчитан на 4 батарейки.
	В основании прибор имеет крепление на ¼ дюйма для присоединения к основанию, для этих целей подойдёт любой штатив, к примеру, от фотоаппарата.
	В комплекте есть переходник, он же является поворотным основанием, в нём уже резьба 5/8 дюйма, что подойдёт для специализированных геодезических штативов, либо штанги.
	Прибор создаёт перекрестие на полу и потолке.
	Для экономии электричества плоскости переключаются поочерёдно, можно пользоваться какой-то одной или двумя.

Как измерить расстояние лазерным нивелиром

Некоторые приборы имеют в своём устройстве специальные дальномеры, это позволяет автоматически не только строить плоскости, но и высчитывать расстояние. В противном случае придётся пользоваться обычными рулетками.

Как пользоваться лазерным нивелиром при устройстве пола

Лазерный нивелир – незаменимый прибор при устройстве лаг для пола. После включения прибора он сразу же нарисует по периметру нулевой уровень. При условии, что прибор установлен идеально ровно, ваша задача − просто сделать отметки по периметру.

Лазерный нивелир позволяет проводить выравнивание конструкций как на полу, так и на стенах и потолке

В плоскостях можно отмерять любые размеры. После укладки лаг нивелир поможет проконтролировать качество работ.

Как использовать при работе со стенами

Большое поле для использования нивелира открывается в работе со стенами. Его можно использовать для контроля кирпичной кладки, установки осветительных приборов и полок, выравнивания перилл у лестниц, ровной укладки панелей и плитки, а также в других работах, где необходимо определить точное расположение предмета относительно какой-то плоскости.

Как проверить погрешность лазерного нивелира

Для проверки точности лазерного уровня существует множество способов. Самый простой – проверка в небольшом помещении, которое можно легко измерить самостоятельно для уточнения расчётов. Устанавливаем лазерный нивелир точно посередине между двух стен, находящихся приблизительно на расстоянии 20 м друг от друга. Включаем лазерный уровень и отмечаем на стене точку, указанную лазерным крестом. Поворачиваем лазерный построитель плоскостей на 180° и отмечаем точку на противоположной стене, её ставим на пересечении вертикальной и горизонтальной плоскости.

Схема проверки нивелира на точность

Дальше переносим лазерный нивелир к одной из стен, устанавливаем на расстоянии 0,6–0,7 м от стены и делаем такие же метки на стенах по аналогии, как описано сверху.

Замеряем расстояние между точками а1 и а2, также между токами b1 и b2. Вычитаем полученное расстояние из другого (а1 и а2) − (b1 и b2), полученное значение сравниваем с заявленной точностью, если полученное значение не превышает заявленную точность в инструкции, значит,ваш лазерный уровень показывает горизонтальную плоскость правильно. Подробнее о том, как правильно работать с лазерным нивелиром и посчитать его погрешность, смотрите в этом видео:

Как используются ротационные лазерные нивелиры на открытой местности

Ротационные лазерные нивелиры − одни из немногих, которые за счёт скоростного вращения головки лазера могут проецировать яркий луч, заметный даже при ярком солнце. Именно его, наряду с оптическими, чаще всего используют профессионалы в работе на открытых строительных площадках.

Ротационный лазерный нивелир – универсальное устройство для построения плоскостей под углом

Особенность работы таких нивелиров заключается в том, что они прекрасно могут работать как на плоскости в 360°, то есть охватывая всё вокруг себя, так и точечно. К примеру, функция сканирования позволяет выбрать только тот участок, где необходимо выровнять дверной проём или окно. При использовании этой функции нивелир отображает лазерный луч только в определённом месте (угол охвата задаётся в настройках).

Выводы

Если вы не знаете, как правильно выбрать лазерный нивелир, то важно помнить, что характеристики каждого отдельного прибора, а значит, и цена, напрямую зависят от задач, которые вы для себя ставите. Для бытовых нужд вполне хватит домашнего прибора с дальностью от 10 до 40 метров. Этого будет достаточно, чтобы проводить нужные работы как внутри помещений, так и при строительстве дома или гаража на даче.

Если у вас есть вопросы, которые вы хотели бы задать автору этой статьи, оставляйте их в комментариях, а также делитесь своим опытом работы с прибором.

[totalpoll]

ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? Поддержите нас и поделитесь с друзьями

инструкция по применению, устройство и отзывы

Как пользоваться нивелиром | Советы Хозяевам.РФ

Нивелир на стройке, инструмент второй по значимости после измерительной рулетки. Не представляя как работать нивелиром, нечего и думать начинать мало-мальски серьезное строительство. При этом принцип действия нивелира и основные приемы работы с ним настолько просты, что их может освоить даже ученик начальных классов.Содержание:1. Устройство нивелира.2. Дополнительные приспособления и инвентарь.3. Принцип действия нивелира. Установка прибора.4. Определение превышения точек.5. Перенесение отметки.6. Нивелир, рэпер и балтийская система высот (видео).7. Оптический нивелир и его возможности (видео).8. Устройство нивелира: взятие отcчётов (видео).9. В заключение. Видео-версия статьи

Устройство нивелира

Рассмотрим, из чего состоит и как работает обычный оптический нивелир. Основной частью прибора является оптическая труба, с системой линз способная приближать наблюдаемые объекты с двадцатикратным и более увеличением.

Труба закреплена на особой поворотной станине, необходимой для следующих функций:

• крепления на штативе;
• выставления оптической оси нивелира в строго горизонтальное положение, для чего станина имеет три регулируемые по высоте «ножки» и один или два (в моделях без автоматической подстройки) пузырьковых уровня;
• точной наводки по горизонтали, которую осуществляют парными или одиночным маховичком.

У некоторых моделей станина имеет специальный лимб, шкалу, позволяющую выполнять измерение или построение горизонтальных углов.

С правой стороны трубы расположен маховик, предназначенный для регулировки резкости изображения.

Подстройка под зрение оператора производится вращением регулировочного кольца на окуляре.

Элементы нивелира

При взгляде в окуляр зрительной трубы нивелира, мы увидим, что помимо приближения наблюдаемого в прибор предмета, нивелир накладывает на его изображение систему тонких линий, называемую визирной сеткой или визирными нитями. Она образует крестообразный рисунок, из вертикальных и горизонтальных линий (см. рисунок 1).

Дополнительные приспособления и инвентарь

Кроме самого прибора, для работы нам понадобится уже упомянутый штатив, а так же специальная мерная рейка, с нанесенными на ней делениями и цифрами. Деления представляют собой полоски чередующиеся черные или красные полоски шириной в 10 мм.

Цифры на рейке нанесены с шагом в десять см, а значение от нуля и до конца рейки в дециметрах, при этом числа выражены двумя цифрами. Так, 50 см обозначается как 05, число 09 обозначает 90 см, цифра 12 укажет на 120 см и т.д.

Для удобства, пять сантиметровых рисок каждого дециметра объединены еще и вертикальной полоской, так, что вся рейка оказывается размеченной знаками в виде буквы «Е», прямой и зеркальной.

Старые модели приборов дают перевернутое изображение, и рейка к ним требуется специальная, с перевернутыми цифрами.

Вспомогательные приспособления к нивелиру

К нивелиру прилагается паспорт, где обязательно указывается дата его последней проверки и настройки или, как говорят геодезисты «поверки». Поверяют нивелиры не реже чем раз в три года, в специальных мастерских, о чем делается очередная запись в паспорте.

Кроме паспорта, в комплекте нивелира идет ключ для обслуживания и мягкая фланель для протирки линз и конечно защитный футляр, где он хранится. Модели с горизонтальным лимбом — угломером комплектуются отвесом для установки строго в нужной точке.

Важно!

Оберегайте нивелир от ударов и толчков, даже когда он в футляре. Современные приборы оборудованы специальным устройством, осуществляющим точную подстройку по горизонтали, сильный толчок, внешне не оставивший ни малейшего следа, может повредить его тонкий механизм.

Принцип действия нивелира. Установка прибора

Принцип работы нивелира предельно прост: оптическая ось прибора располагается строго горизонтально и не отклоняется при вращении прибора, постоянно находясь в одной горизонтальной плоскости.

Рассмотрим более подробно, как это качество можно использовать на практике.

Работу начинаем с установки прибора. Раздвигаем, и устанавливаем штатив. При работе на мягкой почве вдавливаем в нее острия, которыми заканчиваются «ноги» штатива.

Регулируя длину «ног», выставляем штатив на удобную для работы высоту, стараясь, чтобы его верхняя площадка, куда ставится нивелир, располагалась горизонтально.

Извлекаем из защитного футляра нивелир и устанавливаем его на штатив, закрепляя винтом штатива.

Теперь необходимо выставить нивелир так, чтобы его оптическая ось расположилась строго горизонтально. Для этого инструмент снабжен круглым пузырьковым уровнем, расположенным на станине. Вращая верньеры на ножках прибора, выставляем воздушный пузырек строго в центр уровня (см. рис.1).

Теперь, как бы мы не вращали трубу прибора, оптическая ось будет располагаться горизонтально.

Работа с нивелиром на стройке

Определение превышения точек

Как устанавливать инструмент мы разобрались, теперь рассмотрим, как определять с помощью нивелира разность высот двух и более точек. Для этого нам понадобится рейка и помощник, который будет рейку держать и переносить туда, куда нужно.

Выбираем первую точку измерения (обозначим ее «а»), на которую помощник ставит рейку по возможности вертикально. Вертикальность можно корректировать по вертикальной риске визирной сетки, подавая соответствующие сигналы помощнику.

Наводим прибор на рейку, сначала приблизительно, пользуясь «прицелом» сверху трубы. Смотрим в окуляр и, вращая маховик, добиваемся четкой видимости рейки.

Снимаем показания. Для этого смотрим, между какими значениями рейки оказалась горизонтальная линия визирной сетки, добавляем к нижнему значению количество сантиметровых делений между линией значения и линией визира прибора (или, если это удобнее, вычитаем из верхнего значения).

К примеру, риска легла чуть больше чем на три деления выше цифры 15. Нужно записать в блокноте значение 153, округляя до сантиметра в большую или меньшую сторону.

Даем команду помощнику перенести рейку на следующую точку («б») и снова выполняем замеры. Допустим, на рейке мы увидели значение «18» а наша риска чуть-чуть не добралась до «буквы Е», которая соответствует пяти делениям (сантиметрам). Значение высоты будет равно 185. Записываем его.

Поскольку горизонт нивелира неподвижен, а двигается рейка, то чем она ниже, тем больше значение мы увидим в объективе. Вычитаем: 185-153=32 Точка «б» ниже точки «а» на 32 сантиметра.

Определение превышения точек

Перенесение отметки

Разберемся, как перенести с помощью нивелира высотную отметку. К примеру, нам нужно сделать репер, ориентируясь на который, экскаваторщик будет копать котлован, глубиной на два метра ниже отметки пола здания. Значение высоты пола, нам и нужно указать экскаваторщику.

Устанавливаем рейку на реперной проектной точке, высота которой соответствует проектной высоте пола здания, то есть ноля, берем отсчёт. При самостоятельной разработке проекта либо при привязке к местности уже существующего проекта высота этой точки выставляется с помощью колышка либо на какой-то неподвижной поверхности (кирпичный забор, дерево, столб и т.д.) устанавливается метка. Либо такие реперы (метки) выставляет геодезист, сопровождающий стройку. Пусть, к примеру, получилось 162.

Непосредственно у места будущего котлована, вбиваем колышек и, поставив рейку вплотную к нему, снова снимаем значение, пусть оно будет равно 179. Разница составит 17 сантиметров. Откладываем 17 см от низа рейки вверх по колышку, отмечаем значение риской маркера или карандаша. Вбив рядом еще один колышек, чтобы его верх совпал с риской, получим хорошо видимый ориентир, после чего колышек с риской можно убрать.

Совет.

Если какое либо высотное значение нужно сохранить на длительное время, его стоит надежно зафиксировать, вбив гвоздь или нанеся отметку водостойкой краской. Для этого рисуют две горизонтальные черты, с небольшим (пара миллиметров) промежутком между ними. Именно этот промежуток должен соответствовать отметке высоты.

Нивелир, рэпер и балтийская система высот

Оптический нивелир и его возможности

Устройство нивелира: взятие отcчётов

В заключение

Бережно относитесь к инструментам. Сразу после окончания работы, снимите нивелир со штатива и уложите в футляр. Лучше делать это, даже если спустя некоторое время вы будете продолжать работать с этого же места. В таком случае просто не убирайте сам штатив. Когда нужно, вы снова установите на него нивелир, при этом высота оптической оси нивелира, если и изменится, то незначительно.

Задавайте вопросы в комментариях ниже либо по почте. Подписывайтесь на новостную рассылку. Успехов вам, и добра вашей семье!

chonemuzhik.ru

Как пользоваться нивелиром – инструкция по измерению + видео

Чтобы узнать, как пользоваться нивелиром, не обязательно оканчивать курсы геодезистов или геологический институт. Достаточно внимательно прочитать эту статью, ознакомиться с видеовставками и поэкспериментировать с прибором, и вы сможете совершать высокоточные измерения не хуже квалифицированного инженера.

Методы нивелирования на местности

Нивелирами называется большая группа приборов, которые используются для определения и фиксации точного положения различных предметов по высоте. Причем предметами могут быть вполне произвольные точки и участки земной поверхности, а не определенные ориентиры.

Задача любого нивелирования состоит в измерении разницы высот между отметками (уровнями) будущего здания (сооружения). На практике, от величины такого превышения, от его грамотного измерения зависит общее качество строительства. Например, от запланированного «нулевого» уровня первого этажа дома рассчитывается глубина фундамента, сток грунтовых вод, проект дренажной системы, вид утепления отмостки и т.д.

Существующие методики нивелирования достаточно разнообразны:

• Гидростатический метод, основанный на свойстве одинакового положения жидкости в сообщающихся сосудах. Обладает высокой точностью и допускает измерение вне пределов прямой видимости между отдельными точками. Гидростатические замеры связаны с необходимостью прокладывать и заполнять жидкостью протяженные шланги и трубки, что не всегда удобно;
• Барометрический метод – применяется при планировании и разметке обширных архитектурных комплексов, нуждается в высокоточных барометрах, специальных компьютерных программах. В личном жилищном строительстве барометрические измерения не используются;
• Тригонометрические замеры посредством поворотного теодолита хороши тем, что не нуждаются в помощниках с дополнительными рейками. Теодолитные измерения ведутся как по горизонтальным, так и по вертикальным углам, однако освоить этот прибор сложнее, чем обыкновенный нивелир, да и стоимость теодолита в несколько раз выше;
• Геометрические измерения углов возвышения с помощью стандартных нивелиров выполняются только в одной плоскости и требуют установки вспомогательных отметок (тех же реек), их перемещения с места на место и записей в журнале измерений

Простота и надежность замеров обыкновенным нивелиром, его хорошая совместимость с нуждами частного и жилищного строительства делают его наиболее востребованным при проектировании и планировании многих работ – от заливки фундамента до проверки точности двускатной кровли.

Типовое устройство и классификация современных нивелиров

Конструктивное устройство нивелира незамысловато. На прочном треножнике расположен основной оптико-механический узел со встроенной системой линз. Этот узел должен обеспечить строгую горизонтальность визирного луча, с минимальным отклонением. Линзы могут давать как прямое, так и обратное (перевернутое) изображение. В последнем случае измерительные рейки тоже следует перевернуть при установке на местности.

В верхнюю часть корпуса каждого нивелира встраиваются датчики уровня. Прочная и точная установка прибора на местности определяет качество всех последующих измерений. Опытный оператор постоянно сверяется с показателями этих датчиков, регулируя их при необходимости рукоятками наклона оптико-механического узла. Это позволяет вовремя заметить случайное отклонение прибора от точного положения на местности и не повторять измерения заново.

Перед тем, как пользоваться нивелиром и рейкой, необходимо описать основные разновидности приборов для геометрических измерений превышения высоты. Наиболее просты и экономичны нивелиры с цилиндрическими уровнями (один или несколько), которые расположены непосредственно на трубе-визире. Значительно дороже и существенно точнее измерители с автоматической компенсацией «огрехов» установки, они удобны при работе на проблемных грунтах – щебень, песок и т.п. Нивелиры с электронной системой измерения используются при профессиональном проектировании крупных объектов и довольно сложны в настройке и эксплуатации.

По классу измерительной точности нивелирные устройства делятся на три основных группы:

• Технические приборы, маркировка Н-10, Н-12 и т.д.;
• Точные приборы, маркировка от Н-3 до Н-9;
• Особо точные приборы, маркировка от Н-05 до Н-2.5.

Цифры в названии обозначают среднюю погрешность измерений в миллиметрах на километр. То есть даже технический нивелир дает отклонение около 1 см на 1 километр расстояния до объекта – этого более чем достаточно для точного проектирования и грамотного планирования подавляющего большинства строительных работ.

Как пользоваться нивелиром – пошаговая инструкция для начинающих

Практическое применение обыкновенного нивелира описывается следующей последовательностью измерительных действий:

Как пользоваться нивелиром — пошаговая схема

Шаг 1: Установка штатива

Крепежные винты на всех трех ножках штатива необходимо расслабить, после чего каждая опора выдвигается на необходимую длину (эта длина может быть разной, ведь нивелир часто приходится устанавливать на пересеченной местности). Верхнюю часть штатива следует выставить в горизонтальное положение, после чего затягиваются фиксирующие винты на всех трех опорах. Большинство приборов снабжается плавными корректирующими креплениями на каждой «штативной ноге», ими выполняют точную настройку горизонтальности верхней площадки.

Шаг 2: Монтаж нивелира

Сама нивелирная труба устанавливается на штатив с помощью нескольких крепежных винтов, после чего предстоит поработать датчиками уровня. Вращением регулировочных винтов необходимо добиться точного, центрального положения пузырьковых уровней относительно нанесенных на них линий. Для удобства сначала выставляют пузырек в одном «окошке», не обращая внимания на другой. Потом настраивают второй уровень, уже отслеживая положение первого, наблюдая, как оно меняется по мере установки. Поэтапно настраивая положение прибора, добиваются его точной горизонтальности на монтажной площадке.

Шаг 3: Фокусировка оптико-механического узла

Перед тем, как работать с оптическим нивелиром, необходимо настроить окуляр выровненной зрительной трубы по зрению оператора. Как известно, острота глаз у разных людей различна, даже если все они не носят очков. Фокусировка стандартного нивелира выполняется следующим образом. Прибор наводят на хорошо освещенный и довольно крупный предмет и оперируют настройками, пока ниточная сетка не будет отображаться на этом предмете максимально четко. Потом эту операцию повторяют на рейках, устанавливаемых в других, уже менее освещенных местах. Эксперименты с настройкой фокусировки на предметах с различной освещенностью помогут при дальнейших измерениях.

Шаг 4: Измеряем и фиксируем наблюдения

Когда прибор установлен горизонтально точно, выровнен и сфокусирован, приступаем к инженерным изысканиям. Две рейки следует выставить впереди и сзади нашего прибора. Передняя будет показывать значение измеряемой высоты, задняя послужит для градуировки значений. Сначала нивелир наводится на черную сторону задней рейки, после фокусировки записывается значение по среднему и дальномерному штриху. Потом производят фокусировку на переднюю (основную) рейку, фиксируется среднее значение по ее красной стороне. Такой метод называется нивелирование по средней линии, отличается высокой точностью результатов и удобством многократных измерений.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

remoskop.ru

Работа с нивелиром – выбираем нужную модель, учимся использовать + видео

Работа с нивелиром – удел геодезиста, такой инструмент позволяет произвести нивелирование, то есть определить разность между точками на поверхности земли относительно нулевой отметки, другими словами – превышения на поверхности.

Принцип работы нивелира, устройство и классификация

Устройство всех нивелиров практически идентично, все они содержат корпус, мушку, уровень, наводящий винт, упругую пластинку, подъемные винты, подставку, элевационный винт, опорную площадку, винт кремальеры, окуляр и зрительную трубу. Назначение нивелира определяется его видом, которых существует немало, и каждый имеет какие-либо особенности, которые мы постараемся обсудить ниже. Какие же можно выделить модели? Есть тригонометрические, геометрические, гидростатические, барометрические, радиолокационные, оптические и лазерные варианты.

Современные нивелиры могут подразделяться также на отдельные классы по точности: точные, высокоточные и технические. Высокоточные приборы оснащены дополнительно микрометренными пластинками или съемными насадками. Это позволяет брать отсчеты по штриховой рейке. Если нужно выполнить более точные замеры, тогда лучше воспользоваться в работе шашечными рейками. Большим спросом в последнее время пользуются цифровые нивелиры. Для того чтобы работать с ними, нужна специальная штрихкодовая рейка, только с ней получается взять отсчет автоматически.

Такие нивелиры имеют дополнительное запоминающее устройство, именно оно позволяет сохранить все результаты после проведенных наблюдений.

Часто некоторые люди путают такие понятия, как лазерные нивелиры и построители плоскостей. Последнее приспособление – это не измерительный прибор, то есть он не является нивелиром, однако если в работе с ним добавить измерительную нивелирную рейку и установить все на должном уровне, то показания можно снять, как и при помощи нивелира. Это хорошо, если не нужна высокая точность, в других же случаях нужно воспользоваться тем инструментом, который предназначен как раз для замеров.

Работа с нивелиром математического типа

Принцип работы нивелира тригонометрического типа основывается на измерениях наклона визирных линий с каждой точки. При работе с данным инструментом определяются превышения между точками, а также важно измерить при расчете и вертикальные углы. При тригонометрическом нивелировании определяются с одной станции почти любые возвышения между точками, которые имеют хорошую видимость. Точность расчета может ограничиваться только влиянием оптических преломлений и уклонений на отвесных линиях, особенно если это горные местности.

Определять превышения нужно по измеренным углам, которые вышли между линиями, полученным с помощью теодолита визированием двух точек, разницу между которыми и ищут. Работа с геометрическим нивелиром производится не только с самим прибором, но и с рейками. При работе таким приспособлением получают результаты измерений за счет разности между красными и черными отметками, значения которых берутся с рейки, расположенной горизонтально.

Это самый простой метод, расчет можно легко произвести, находясь в одной точке и при условии, что превышение будет не больше длины самой рейки. Измерять поверхность таким нивелиром в горной местности не получится, расчет не будет точным и эффективным. Превышение таким инструментом определяется визированием горизонтальных лучей (совмещением линий на шкале инструмента и на горизонте или предмете, по которому ведется замер), а вычисление производится за счет разности высот, указанных рейкой. Точность такого нивелирования составляет от 1 до 2 мм (если это технический расчет) и до 0,1 мм (для измерений 1 класса).

Назначение нивелира – как работают простые законы физики?

А вот для чего нужен нивелир гидростатического типа? Принцип работы таких приборов основан на свойстве жидкостей в сосудах всегда задерживаться на одном уровне. Положение не должно меняться от высоты точек, где бы ни были установлены сосуды. Это один из самых эффективных методов, а расчеты при таком нивелировании самые точные, и можно определить разность высоты между точками, даже если отсутствует взаимная видимость, именно в таких местах не могут работать описанные выше модели. Единственный недостаток таких измерений – разность высоты ограничивается длиной самой большой из всех трубок, которые соединены при помощи шлангов.

Барометрический нивелир выдает принцип работы в своем названии, все выполняется барометром, имеющимся в данном инструменте. Расчет ведется по данным значений из атмосферного давления с использованием специальной барометрической формулы. А принцип работы радиолокационных нивелиров основывается не только на измерениях радиовысотомеров, а также и на измерениях эхолотов. Они устанавливаются на воздушные и водные суды. Профиль измерений вычерчивается по проходимым путям.

Для чего нужен нивелир лазерный и оптический?

Оптические нивелиры относятся к самым точным. На сегодняшний день это наиболее востребованные приборы. Их предназначение – производить расчеты, где требуется техническая точность, геометрическое фиксирование результатов. Система оптических нивелиров заполнена азотом, это помогает предотвращать образование конденсатов. Также в них установлены призмы, чтобы улучшить видимость «пузырьков» на круглом уровне. Для того чтобы обеспечить прибор быстрой предварительной наводкой на поставленную цель, в прибор встроен диоптрический визир.

Нивелир защищен от повреждений за счет прочного металлического корпуса. Прибор такого типа удачно подойдет не только для плоских, но и для куполообразных штативов. Лазерные нивелиры необходимы для работ не только внутри помещений, но и снаружи, при строительстве и ремонтных работах. Особенность таких приборов заключается в образовании видимых лазерных поверхностей. Точность измерений приборов такого типа увеличивается за счет использований лазерных приемников.

Это один из нивелиров, который идеально подходит для измерений точек на одинаковых высотах. Если прибор оснастить призмой и приспособлениями для креплений, то его вполне можно использовать не только для кругового нивелирования бордюров, но также для облицовывания стен или подвесных покрытий для потолков. Такое оснащение есть у современного лазерного нивелира Stabila. Поворотная призма позволяет свободно поворачивать инструмент и измерять точки поверхности в круговом направлении.

Как работать с нивелиром – сложно ли быть геодезистом?

Обсудив модельный ряд, хочется узнать, как работать с нивелиром. Мы постараемся представить несложную схему действия. Сначала прибор устанавливается на ровной поверхности между связующими основными точками, и при помощи подъемных винтов на подставке устанавливается пузырек уровня на середине. Перед тем снять показания каждой точки, обратите внимание, чтобы пузырек был по центру, для корректировки надо воспользоваться элевационными винтами. Теперь установите рейку на заднюю точку и снимите показания с одной черной стороны.

Затем установите рейку на переднюю точку и зафиксируйте показания с другой черной стороны, потом рейка переворачивается, и снимаются показания красной отметки с передней стороны. И также снимаются показания красной отметки с задней стороны. Далее нужно по специальным формулам вычислить превышения, то есть рассчитать красные и черные точки. Для того чтобы результат был более точным, необходимо взять показания с промежуточной точки и повторить расчеты. В конце нивелирования производится вычисление горизонта инструмента, то есть надо рассчитать высоту визирного луча. Этот расчет тоже ведется по специальной формуле.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

remoskop.ru

инструкция по применению, устройство и отзывы

Строительный инструмент для выполнения измерительных операций за последние годы претерпел существенные изменения. Традиционные уровни и рейки отходят на второй план, уступая место более функциональным и технологичным электронным аналогам. Оптические и лазерные приборы для определения положения строительных объектов обеспечивают результаты высокой точности, при этом выполняя и сложные математические расчеты на основе полученных данных. И вполне логично, что по мере усложнения приборов возникают вопросы о том, как работать с нивелиром? Ликбез для новичков, представленный ниже, позволит освоить базовые правила применения таких устройств. Несмотря на их физическую эргономику, процесс эксплуатации предполагает выполнение целого ряда процедур, от которых как раз и будет зависеть корректность результата.

Устройство оптических нивелиров

Основу прибора формирует трегер – это металлический круг, положение которого фиксируется тремя опорами с регулирующими элементами. Подъемные винты позволяют оптимально располагать конструкцию на площадке, минимизируя риски отклонений. Также в состав прибора входит горизонтальный лимб, зрительная труба, уровни цилиндрической формы и компенсатор в виде магнитного или воздушного демпфера. Как правильно работать с нивелиром этого типа? Изначально выполняется настройка посредством вышеупомянутых винтов, а сам замер осуществляется через зрительную трубу. В зависимости от комплектации, оптические устройства могут иметь в наборе несколько линз, позволяющих выполнять измерения в разных условиях. Для коррекции прибора по четкости головная часть с оптикой также предусматривает наличие регулирующих винтов, снижающих риск получения большой погрешности. С помощью такой оснастки можно определять высоту конструкции, разности в уровнях положения отдельных объектов, фиксировать углы наклона и т. д.

Устройство лазерного нивелира

Модели такого рода не имеют в составе зрительной трубы, что избавляет пользователя от самостоятельного определения геометрических параметров объекта. Рабочую основу представляет лазерный излучатель, проецирующий луч на целевую область. Конструкция также предусматривает наличие регулирующей фурнитуры, но в данном случае допуск погрешности исключается, так как большинство моделей независимо от положения могут автоматически корректировать угол направления луча относительно горизонтали.

Как работает лазерный нивелир? Подготовленный к операции прибор ориентируется оптикой на объект, в результате чего на поверхности отражается точка, по которой можно оценить высоту и произвести замер. Такая аппаратура хороша тем, что снижает риск допуска ошибки из-за человеческого фактора. Также к ее достоинствам можно отнести широкий набор дополнительных опций, связанных с обработкой полученных сведений.

Особенности ротационных моделей

Это наиболее развитые в технологическом отношении приборы, предназначенные для выполнения разметки на стройплощадке. Ключевой особенностью таких моделей является наличие вращающегося детектора, в котором находятся два лазера. Они могут двигаться со скоростью порядка 600 об./мин., проецируя луч в диапазоне 360°. Как работать с нивелиром ротационного типа? Техника обращения с подобными приборами в целом соответствует типовым лазерным аппаратам, а разница заключается лишь в организации итоговой разметки. То есть, если луч в обычных моделях дает информацию об одной характеристике, после чего его нужно перемещать, то ротационная техника с одной позиции позволяет осуществлять комплексные расчеты. Такой подход особенно эффективен при установке окон, выполнении отделки поверхностей и в других операциях, где требуется получение данных о положении разных объектов в рамках одного помещения или стройплощадки. Но на открытой местности могут возникать ограничения, связанные с дальностью расстояния до целевого объекта.

Общие рекомендации по использованию приборов

Перед тем как приступить к основным рабочим мероприятиям, следует продумать меры по обеспечению безопасности прибора. В первую очередь корпус должен иметь защиту от воды, грязи, пыли и физических ударов. Как правило, конструкция строительных нивелиров имеет многоуровневую пылевлагозащитную изоляцию, но этого может быть недостаточно. К примеру, под сильным дождем нельзя использовать без дополнительной оболочки даже модели с классом защиты выше IP54. Это же касается и угрозы прямых солнечных лучей. Временный перегрев оборудования, может, и не выведет его из строя, но вполне скажется на точности измерений.

Как работать с нивелиром, если на улице мороз или жаркая погода и поверхностное укрытие не поможет? Изначально стоит удостовериться, что аппарат в принципе пригоден для эксплуатации при том или ином температурном режиме. Как правило, модели от крупных изготовителей можно использовать при среднем диапазоне -10 до 25 °С. Но и в этом случае необходимо придерживаться определенных правил эксплуатации. Например, оптические модели чувствительны к перепадам температур. После выполнения замера аппарат следует занести в теплое помещение и отогревать в комплектном футляре минут 30.

Что потребуется для работы?

Для обеспечения правильной позиции устройства следует использовать штатив. Без него можно обойтись в помещении с ровной основой, но если дело касается работы на стройплощадке на голом грунте, то регулируемая оснастка лишней не будет. Но и в помещении без специальных несущих приспособлений работать с прибором будет неудобно. Для таких целей предусматриваются эргономичные держатели. Их можно крепить к стенам, напольным покрытиям и даже к потолку.

Потребуется и специальная рейка. Ее шкала позволит на целевой поверхности обозначить деления, по которым и будут фиксироваться искомые показания. Как работать с нивелиром и рейкой? Традиционные методы предполагают, что в процессе будут участвовать два человека – один отвечает непосредственно за фиксацию данных, а второй удерживает рейку. Однако последние модели лазерных электронных приборов автоматически обрабатывают данные, учитывая специальные штрих-коды реек. В этом случае от пользователя требуется лишь активировать соответствующую функцию и правильно установить положение шкалы.

Эксплуатация оптических приборов

Как уже говорилось, начинается работа с настройки зрительной трубы. Главная задача на этом этапе – добиться предельной четкости изображения объекта. Регулировка выполняется посредством винтов, а корректность оценивается по виду через окуляр.

Дальнейшие работы, в отличие от лазерных моделей, выполняются вдвоем. Один рабочий перпендикулярно земле устанавливает рейку, а второй снимает показания, используя изображение оптического нивелира. Как с ним работать, чтобы и в ходе операции корректность данных не снижалась? Во-первых, многое будет зависеть от надежности положения прибора. Поэтому особое внимание изначально уделяется стабильности фиксации ножек. Во-вторых, профессиональные геодезисты используют ватерпасы. Это устройства с пузырьковыми уровнями, благодаря которым корректируется и позиция штатива, и положение нивелира. Когда прибор будет готов к работе, прицел трубы наводится на деления рейки. Затем остается лишь зафиксировать показания в техническом журнале.

Как работать с нивелиром лазерного типа?

Прибор также фиксируется посредством штатива или специальных держателей. Убедившись в надежности установки, можно начинать рабочие мероприятия. После нажатия на специальную кнопку на целевую поверхность подается луч. Линии могут проецироваться по горизонтальной или вертикальной плоскости, а некоторые модели также предусматривают и возможность перекрестного излучения. После этого аппарат автоматически снимает показания с подготовленной рейки с делениями. Если планируется разметка на больших расстояниях, то не обойтись без специального приемника, который будет отдельно фиксировать положение луча. Как научиться работать нивелиром, дополненным таким устройством? Основные операции также берет на себя автоматика. Оператору нужно лишь отслеживать показания на дисплее приемника, который может фиксировать положение точек на расстояниях порядка 80-100 м. В момент регистрации луча устройство даст соответствующий сигнал и выведет на экран полученные сведения, которые и заносятся в журнал.

Техническое обслуживание приборов

Наиболее требовательны к уходу оптические устройства. Поэтому после каждого сеанса применения необходимо протирать окуляры, линзы и поверхности зрительной трубы. Малейшее загрязнение может сказаться на точности отражения данных. К примеру, фирма «Кондтрол» имеет широкую линейку устройств такого типа, рекомендуя также регулярно выполнять и поверку. В отзывах к данной продукции часто встречаются критика, в которой отмечается, что не работает четкость на нивелире «Сокиа». Причины снижения качества изображения моделей этой серии могут заключаться и в запылении оптики, и в конструкционных нарушениях. Например, если те же линзы были установлены неплотно. В этом случае следует произвести поверочные процедуры, используя белый лист бумаги. Он располагается на заранее известном расстоянии возле разметочной рейки. Коррекция оптической оснастки производится до тех пор, пока результаты замеров не совпадут с заранее известными фактическими данными.

Отзывы о моделях оптического типа

Основная аудитория пользователей таких нивелиров – профессиональные строители и геодезисты, четко понимающие принципы рабочего процесса. По их словам, оптические устройства при условии грамотного использования могут обеспечить точность с погрешностью 0,2 мм. Но главное их достоинство заключается в гибкости организации процедуры замера. Оператор может по ходу выполнения процедуры вносить тонкие подстройки в зависимости от условий эксплуатации. Например, как работать с нивелиром на стройке, если мешает погода или имеют место помехи иного рода? Именно ручной процесс регулировки с поправкой на те или иные обстоятельства в таких ситуациях будет выгоднее. Пользователь может смещать аппарат, не отвлекаясь на программную настройку, оперативно фиксируя данные.

Отзывы о нивелирах с лазером

Владельцы такой техники на первый план ставят удобство, высокую скорость обработки данных и многофункциональность. Как работать с нивелиром этого типа новичку? Достаточно просто – нужно лишь разместить аппарат в оптимальной для измерения точке и запустить вычислительную программу. Далее будут автоматически сняты показания с места измерения. Причем таким оборудованием пользуются и неопытные домашние мастера, и профессионалы, которых привлекает наличие дополнительных опций – например, возможности комплексных и серийных расчетов по заданным функциям.

Заключение

Приход измерительного оборудования нового поколения, безусловно, изменил сам принцип организации разметочного процесса. Во многом новшество облегчило задачи строителей, инженеров и геодезистов, но среди непрофессионалов вполне логично возникают вопросы о том, как пользоваться нивелиром? Особенности эксплуатации оптических и лазерных приборов связаны с более высокой ответственностью подготовительных мероприятий. На пользователя ложится целый комплекс регулирующих операций, а от настройки напрямую зависит точность результатов замера. Это в меньшей степени относится к лазерным моделям, поэтому их в первую очередь рекомендуют для бытового применения. Оптические же устройства отличаются сложностью не только в плане настройки, но и непосредственно на этапе рабочего процесса.

fb.ru

область применения и устройство прибора

Как пользоваться оптическим нивелиром и насколько отличается он от нивелира лазерного? Оба инструмента хотя и называются одинаково, но имеют различное устройство и назначение.

Оптический нивелир нашел свое применение в строительстве.

Лазерный нивелир чаще всего применяют при осуществлении ремонта в помещении, стихия оптического нивелира — строительная площадка любой площади и протяженности.

Область применения и устройство прибора

Используя последний, можно определять высотные отметки точек на плоскости относительно какого-нибудь базового уровня. В ходе строительства необходимость в таких операциях возникает постоянно. После разметки осей будущего объекта площадку необходимо спланировать, то есть сделать ее ровной. Где нужно убрать грунт, а где досыпать — подскажут нивелировщики. Определение глубины траншеи под фундамент — опять же нужен нивелир. Не обойтись без этого инструмента и при устройстве стяжки или бетонных полов, особенно если они имеют большую площадь. Проведенные с помощью нивелира измерения помогут сделать основание идеально ровным и избежать перерасхода бетонного или цементного раствора.

Схема элементов оптического нивелира..

Оптический нивелир представляет собой зрительную трубу, установленную на подставке — трегере. Последняя снабжена тремя подъемными винтами, которые позволяют менять наклон трубы в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, добиваясь строго горизонтального положения. При этом нивелировщик ориентируется на показания пузырькового уровня, который также вмонтирован в подставку. Для установки нивелира понадобится штатив. Лучше всего использовать алюминиевый, который одновременно является прочным и легким.

Неизменным спутником оптического нивелира является измерительная рейка. Перед проведением работ необходимо обзавестись помощником, который будет удерживать ее, пока вы будете выполнять измерения. Шкала наносится на рейку с двух сторон: с одной — в сантиметрах, с другой — в миллиметрах.

Вернуться к оглавлению

Как работать с нивелиром

До того как приступить к съемке, необходимо решить, в каких точках будут определяться высотные отметки. Если работа заключается в выравнивании поверхности, на ней нужно разметить сетку с размерами ячейки, к примеру, 6х6 м. Съемка будет проводиться в точках, которые являются узлами этой сетки. Если планируемая площадка небольшая или объем земляных работ необходимо рассчитать с большей точностью, сетку можно сделать более плотной, уменьшив размер ячеек до 3х3 м.

Теперь можно приступать к установке инструмента. Наилучшая позиция для нивелира — центр площадки, на которой предполагается проводить работу.

Схема измерений при помощи оптического нивелира.

1. В первую очередь необходимо поставить штатив. Его ножки имеют выдвижные секции, что позволяет расположить головку штатива на удобной для нивелировщика высоте.
2. Выдвинув секции на необходимую длину, их фиксируют посредством зажимов. Если прибор устанавливается на участке с мягким грунтом, ножки штатива следует несколько утопить в него. Это поможет зафиксировать положение инструмента более надежно.
3. Когда штатив выставлен, его головку приводят в горизонтальное положение. После установки на штатив нивелир фиксируют закрепительным винтом.
4. Далее необходимо привести инструмент в рабочее положение — выполнить горизонтирование. Для этого нивелир поворачивают так, чтобы пузырьковый уровень оказался между двумя подъемными винтами, расположенными на трегере. После этого их начинают вращать в противоположных направлениях до тех пор, пока пузырек не займет положение посредине между винтами. Теперь остается вращением третьего винта выставить прибор так, чтобы пузырек оказался в нуль-пункте.
5. Следующий этап — настройка фокуса зрительной трубы. Пользуясь визиром, нивелировщик наводит инструмент на рейку. Затем он добивается резкого отображения нитей сетки, вращая окулярное кольцо. Таким же резким должно стать изображение рейки в окуляре, этого достигают вращением фокусировочного винта. Окончательное «прицеливание» на рейку осуществляют путем вращения наводящего винта.

Если нивелир требуется установить строго над определенной точкой, то после всех настроек его центрируют. Для этого к закрепительному винту подвешивают отвес, после чего нивелир начинают двигать по головке штатива до тех пор, пока отвес не окажется четко над заданной точкой. Когда центрирование завершено, нивелир снова фиксируют закрепительным винтом.

Вернуться к оглавлению

Использование нивелира при устройстве основания

Схема выравнивания основания при помощи оптического нивелира.

Пример: необходимо подготовить и выровнять основание на горизонтальном участке площадью около 500 кв. м. При нанесении разметки в виде сетки были выбраны такие размеры ячеек, при которых количество узлов составило 20 штук. Для каждой точки с помощью нивелира и рейки была определена высотная отметка относительно горизонта инструмента (нивелира). Минимальное значение высоты составило 1,55 м, максимальное — 1,7 м. Уровень чистого пола оказался на отметке 1,25 м.

В первую очередь определяем среднюю высотную отметку на площадке. Для этого все полученные значения (кроме отметки чистого пола) необходимо суммировать и разделить на 20. Предположим, средняя величина составила 1,7 м.

Исходя из полученных данных, определяем необходимую толщину слоя засыпки: она составит 1,7 — 1,25 = 0,45 м.

Вернуться к оглавлению

Использование нивелира при устройстве фундамента

Использование нивелира при устройстве фундамента.

Если в проекте указана геодезическая отметка подошвы фундамента, то определить фактическую глубину его заложения относительно поверхности грунта (то есть глубину траншеи или фундамента) можно также с помощью нивелира.

После установки и настройки инструмента следует определить геодезическую высоту его горизонта. Ориентиром в этом случае выступает какая-нибудь геодезическая отметка, находящаяся в радиусе зрительной доступности. Такая отметка еще называется репером, часто ее наносят на такие конструкции зданий и сооружений, как колонны и фундаменты. Допустим, имеющаяся отметка отображала уровень высотой 95,5 м.

Судя по показаниям рейки, установленной строго на репере, он находится ниже горизонта нивелира на 0,8 м. Следовательно, горизонт инструмента находится на высоте 95,5 + 0,8 = 96,3 м. При этом известно, что проектная отметка низа фундамента составляет 93,9 м.

Таким образом, разница по высоте между горизонтальной плоскостью, на которую настроен нивелир, и подошвой фундамента составит 96,3 — 93,9 = 2,4 м.

Дальнейшие измерения показали, что высотная отметка поверхности грунта относительно оси нивелира в месте заложения фундамента составляет 1,1 м. Следовательно, глубина траншеи под фундамент будет равна 2,4 — 1,1 = 1,3 м.

Вернуться к оглавлению

На что нужно обратить внимание при освоении оптического нивелира

Самая распространенная ошибка начинающих нивелировщиков состоит в следующем: они полагают, что точки с большей высотной отметкой находятся выше точек с меньшей высотной отметкой.

На самом же деле все обстоит наоборот: если рейка «показывает» большое значение, значит, она находится в яме, если малое — на возвышении.

К примеру, если при съемке высотная отметка одной точки оказалась равной 1,4 м, а другой — 1,2 м, то вторая точка выше первой на 0,2 м, а не наоборот. В данном случае срабатывает стереотип: нам кажется, что чем больше высотная отметка, тем на большей высоте расположен объект. Для того чтобы избежать ошибок, приучите себя хотя бы на первых порах все результаты измерений пересчитывать и проверять по несколько раз.

moiinstrumenty.ru

Как пользоваться нивелиром способы применения

Уважаемые пользователи портала SNP.BY, в этой статье описаны простые способы применения нивелиров, а также их типы. Все желающие овладеть полным навыком работы с нивелиром, необходимо прочитать учебники по геодезии, для тех, кто хочет понять, как работать с нивелиром, для бытовых нужд, хватит описаний в данной статье. Вопрос «как правильно пользоваться оптическим нивелиром», частично будет закрыт.

Нивелир – инструмент для определения разности высот.

Измерения есть геометрические, тригонометрические. Простым языком,  работы выполняемые нивелиром, бывают разные, это построение топографических карт, определение перепадов высот, на плоскостях конструкций здания, участке, для дальнейших ландшафтных переделок и организации водоотведения, определение высоты тех или иных плоскостей с выносом высотных отметок.

Классический «оптический нивелир», проверенный временем, надежный и точный. Весь советский союз обмерян оптическим нивелиром, вдоль и поперек. За этот титанический кусок работы, оптический нивелир не подводил, он надежен, ему не нужны батарейки. Принцип работы прост. Смотрим в окуляр, видим отметку на измерительной рейке (записываем ее), переносим рейку, смотрим в окуляр, видим другую отметку (опять записываем), вычитаем из первой отметки вторую, и получаем разность высот. Тут необходимы  минимальные знания математики,  геометрии, большая внимательность, хорошее зрение. Еще для работы с оптическим нивелиром обязательно нужен напарник, который будет держать линейку.  К каждому оптическому нивелиру прилагается талмут с описанием и инструкцией по настройке, подробно это описывать здесь не имеет смысла, только если в двух словах.

 

1. Ставим штатив с прикрученным к нему нивелиром, примерно вертикально.
2. Тремя самыми большими болтами у основания прибора, регулируем горизонтальность. Выкручиваем их так, чтоб пузырек воздуха (вы его найдете по любому) был всегда в центре, причем при повороте на 380 градусов, положение того пузырька сохранялось. Это самое главное.
3. Если все настроено грамотно, то можно проводить измерения (в некоторых старых моделях нивелиров, изображение перевернуто).

 

Более совершенный и точный прибор, это «лазерный уровень» или «лазерный нивелир».  По сути, устройство похоже на обычный уровень, только вместо пузырька воздуха, в воде плавает поплавок с лазерной указкой. Поплавок, погруженный в воду, относительно земли, всегда в горизонтальном положении, под каким углом его не поверни. Получается что во время пользования, вам необходимо просто поставить лазерный нивелир вертикально, включить его, зафиксировать начальное расположение светящейся точки (места соприкосновения лазерного луча с поверхностью  тела), а дальше плясать уже от этой точки, поворачивая нивелир в нужную вам сторону и отмеряя обычной линейкой перепады высот.

В умелых руках, лазерным нивелиром можно померить и сделать любые виды геодезических работ,  доступных при использовании других нивелиров. Причем затраты времени на работу, будут значительно меньше, так как на установку лазерного нивелира требуется мало времени. Еще один плюс лазерного нивелира в том, что если поднапрячься, всю работу можно выполнить в одиночку.

Минус лазерного нивелира, это привязанность к источникам электричества, батарейкам, аккумуляторам, солнечным элементам питания. Если трясти прибор, то возможно собьется калибровка, лазерная указка смещается относительно поплавка, что приводит к погрешностям, растущим на расстоянии.

 

Для проверки высотных отметок, адекватной альтернативы теодолиту  не придумали.

На случай если нет полноценного нивелира. Самый простой нивелир, это «уровень», пользоваться им умеют практически все, в основе лежит принцип земного тяготения, воздух легче воды, вода снизу, воздух сверху, то есть в ровной, стеклянной трубке заполненной водой, есть маленький пузырек воздуха, который в данной среде стремится вверх, при абсолютно горизонтальном расположении трубки, пузырек будет всегда посередине. Кроме того что им очень удобно искать локальные неровности на стенах, потолках, полах, уровень можно использовать на небольшом участке для определения перепадов высот.

Разумеется, геодезическая работа проводимая уровнем, не является удобной и точной, так как нужно уйма времени,  пожалуй, это самый главный недостаток данного прибора. Зато обычный уровень очень прост и ему не страшны падения, грязь, неумелое обращение. Еще весомый плюс в сторону обычного уровня это сравнительно низкая цена

www.snp.by

Как пользоваться оптическим нивелиром? Избегаем ошибок » Remtra.ru

Прежде, чем разбираться, как пользоваться оптическим нивелиром, следует определиться с терминологией. Народ нередко считает, что лазерный и оптический уровень – вещи идентичные. Однако это совсем не так. Устройство они имеют разное, область применения – тоже.

Если лазерный нивелир широко используется в любых ремонтных работах (и чаще все же – во внутренних), то оптический незаменим в строительстве. И главное его достоинство в этом отношении, что для качественной его работы не принципиальны расстояния. Даже огромная площадь или значимая протяженность строительной площадки не оказывают существенного влияния на точность прибора – погрешности данных предельно низки.

Еще одна особенность – для работы с оптическим нивелиром требуются 2 участника, в то время как с лазерным вполне в состоянии справиться и одиночка. К тому же, оптический нивелир (чего не скажешь о лазерном) вполне успешно действует при сотрясении почвы или неизбежных перемещениях и подвижках, которые сопровождают строительство: он снабжен компенсаторами с надежным замком.

Как пользоваться оптическим нивелиром, может разобраться даже школьник, ничего сложного в этом нет.

{banner_content}

Основы работы

Наиболее востребован оптический нивелир при расчетах степени выравнивания горизонтальных поверхностей. Для этого площадь разбивается на квадраты со стороной в 6 метров. Снятие показателей производится в узловых точках. Если стройплощадка небольших размеров или со сложным рельефом, который надо предельно точно выровнять, шаг ячейки уменьшается до 3 метров. Установка и подготовка прибора будет заключаться в следующем.

Лучшая позиция для оптического нивелира – центр строительной площадки. Но в некоторых случаях более удобной для измерений может оказаться другая точка, так что тут надо ориентироваться на имеющиеся нужды.

Устанавливается штатив. Ножки у прилагающейся треноги сегментные, так что они раздвигаются до нужной высоты. Выдвинутые до необходимого размера, они фиксируются зажимами. Если штатив ставится на мягкой почве, острия ножек следует в нее заглубить.Головка нивелира приводится в строго горизонтальное положение.

В этом поможет пузырьковый уровень: ориентируясь на его данные, головка выставляется четко параллельно поверхности. Для этого сначала нивелир проворачивается таким образом, чтобы он оказался между подъемными винтами, находящимися на треноге. Затем винты прокручиваются, пока уровень-пузырек не окажется точно в середине, на равном расстоянии от обоих. Третьим винтом он выставляется в соответствии с нуль-пунктом.

Теперь нужно настроить зрительную трубу, чтобы ее изображение было в фокусе. Для достижения этой цели используется визир. Он наводится на рейку, и кольцо окуляра крутится до тех пор, пока разметка сетки не станет предельно четкой. Дальше надо добиться такого же эффекта в отношении самой рейки. Для этого вращается уже фокусировочный винт. Окончательная балансировка изображения достигается поднастройкой с помощью наводящего винта.

На этом предварительная подготовка заканчивается. Дополнительных действий требует необходимость его установки над какой-то конкретной точкой – в этом случае требуется центрирование прибора. Для этого на винт крепления цепляется отвес, и нивелир начинает перемещаться по головной части штатива до момента, пока отвес не окажется точно над нужной точкой. Только после этого закручивается закрепительный винт для фиксации положения уровня.

Устройство основания

Предположим, нужно выровнять основание под строение или парковку площадью в 500 квадратных метров. Прокладывается сетка с шагом, при котором получается 20 узловых точек. Для каждой из них при помощи нивелира определяется высотная отметка по отношению к горизонту.

Все данные заносятся в журнал (если это работа по заказу; для выполнения измерений в личных целях записи делаются все равно – они понадобятся – но не столь скрупулезно фиксируются).

Далее определяется среднестатистическая высотная отметка. Если минимум находится на показателе в 1,55 метра, максимум – на 1,7, а чистовой уровень зафиксирован на высоте в 1,25, то расчетный слой засыпки составит 45 сантиметров. Чтобы провести подобные расчеты, данные со всех 20 точек складываются, а сумма делится на число измерений. Из нее вычитается высота чистового пола – и вы имеете искомую высоту выравнивания.

Устройство фундамента

• При разработке проекта здания обязательно указана геодезическая отметка подошвы его фундамента. Однако глубину залегания придется определять самостоятельно (если вы решили обойтись без услуг строительных фирм).
• Первым делом определяется геодезическая высота установленного и настроенного нивелира. Ориентиром выступает любой стационарный объект, наблюдающийся в пределах видимости – он называется репером. На него устанавливается рейка, от которой и будет вестись отсчет.
• Сравниваются данные, предоставленные рейкой и нивелиром. Предположим, рейка находится на 80 сантиметров ниже нивелирного горизонта и имеет собственную высоту в 95,5 сантиметров. Соответственно, горизонт нивелира будет складываться из суммы двух показателей, то есть 80 + 95,5, что будет равняться 96,3.
• Если проектная низовая отметка для закладываемого фундамента запланирована в 93,9 сантиметра, то достаточно отнять одно число от другого, чтобы получить высоту подошвы в 2,4 метра.

Не стоит упускать из внимания и отметку поверхности грунта. Чтобы ее учесть, нужно сделать еще один замер. Если высотная отметка почвы по оси нивелира в том месте, где закладывается фундамент, составит, к примеру, 1,1 метра, то этот показатель нужно будет отнять от уже вычисленной глубины. То есть конечные расчеты дадут показатель в 1,3 метра траншеи под фундамент.

Все это кажется довольно сложным, но только для людей с гуманитарным типом мышления. Разобраться в цифрах и выкладках, сделать правильные замеры вовсе не так уж сложно.

Распространенные ошибки

Чаще всего те, кто не знает, как пользоваться оптическим нивелиром, считают, что большой его показатель обозначает, грубо говоря, холм. То есть, если точка рядом отмечается более низким значением, следовательно, она находится по отношению к горизонту ниже. На деле все обстоит наоборот: большие цифры на рейке свидетельствуют, что она находится в углублении, маленькие – на горке.

В качестве примера: две снятые рядом точки имеют показатели 1,4 и 1,2 метра. Это говорит о том, что первая расположена глубже второй на 20 см. Данные стереотипы на первых порах очень осложняют жизнь нивелировщикам. Им придется потрудиться для того, чтобы верно воспринимать показания собственного прибора.

remtra.ru

79 фото простых и сложных инструментов для строительства

Для того чтобы пользоваться нивелиром самостоятельно, нет необходимости проходить специальные обучающие занятия либо закончить какое-либо высшее учебное заведение с геологическим уклоном.

Достаточно просто понять принцип работы, а так же изучить отдельные тонкости при работе с данным прибором. При этом овладев определенными знаниями по правильной эксплуатации нивелира, им можно производить самостоятельно различные замеры.

Методы геодезии на территории планируемой стройки

Во время работы по выставлению контрольных точек на определенных высотах главным условием считается найти одну главную точку, от которой будут браться все дальнейшие расчеты и замеры. Как правило, все замеры производятся при помощи специальной геодезической рейки, на которой имеются разные отметки.

Стоит отметить, что данная рейка изготавливается как правило из древесины, однако встречаются рейки сделанные из алюминия. Практически все рейки имеют стандартную длину от 3 до 5 метров, важной особенностью рейки является ее универсальность в эксплуатации.

Обычная рейка для нивелира имеет две основные разметки нанесенные с разных сторон, одна из которых имеет шкалу показаний в метрах, вторая сторона имеет шкалу показателей в дюймах.

Так же рейка оснащена специальной рукояткой для удобного использования при работе на заданной точке.

Следует отметить, что алюминиевые рейки имеют еще и дополнительный специальный уровень, в котором имеется жидкость с пузырьком. Первым делом сначала нивелиром необходимо тщательно исследовать местность, где будут располагаться дальнейшие строительные работы.

Методика работы нивелира

Нивелир это специальный прибор, предназначенный для определения правильных и достоверных координат по высоте. При этом за условную точку нужно взять определенную метку установленную на участке поверхности земли.

Методика работы нивелира состоит в том, что он указывает данные по высоте, по диагонали, поперечные. Поэтому от правильной разметки данных и их расчеты будет виден конечный итог строительных работ.

Таким образом нивелир имеет огромное значение для проведения разного рода строительных работ.

Конструкция и классификация стандартных нивелиров

Сам по себе нивелир имеет весьма элементарную конструкцию, где на его трех ножках находится оптико-механический прибор со встроенными оптическими линзами.

При этом в работе нивелира допускается минимальная погрешность данных. Следует отметить, что оптика данного прибора может быть двух типов, где рисунок может быть прямым либо перевернутым соответственно и измерительная рейка должна быть перевернутой.

Практически каждый нивелир имеет специальный датчик уровня, который облегчает работу специалиста. При этом специалист периодически обязан перепроверять показания полученных от датчика уровня.

Однако, наиболее точным прибором по праву является автоматический измеритель, который указывает показания с отклонением. Модель данного типа стоит значительно дороже, чем более простые аналогичные модели.

Так же весьма эффективен в работе нивелир с электронной системой измерения, как правило, их весьма хорошо использовать в проектировании масштабных строительных объектах.

При этом такой тип нивелира весьма сложно подготовить в рабочий режим и пользоваться им в процессе работы тоже не так-то и легко.

Как правило, маркировка имеет мм/км, но погрешность нивелира должна иметь допуск в пределах от 1 см на 1 км расстояния до строительного объекта.

Краткая инструкция по эксплуатации нивелира

Итак, на начальном этапе необходимо установить, а потом и закрепить штатив специальными винтами для крепления. Как правило, штатив монтируется в положение горизонталь. После установки штатива в нужном положении его можно зажимать крепежными винтами.

Далее необходимо произвести установку самого нивелира на штатив, после чего закрепляем нивелир крепежными винтами. После этого необходимо установить правильное значение пузырькового уровня, что сделать не так и просто.

Следующим важным шагом в процессе работы с нивелиром является монтаж оптики. После установки крепежа всех основных элементов необходимо производить фокусировку полученных замеров.

Сам процесс фокусировки проводится с использованием специальной рейки, при этом полученные результаты будут весьма точными.

Таким образом, понять суть работы нивелира довольно просто, необходимо лишь четко понимать принцип его работы. Использовать нивелир сможет практически каждый грамотный человек.

Поэтому, если у вас возникли какие-либо сложности в процессе установки или выбора нивелира, то можете посмотреть на яркие и красочные фото нивелира. Так же вы сможете найти всю необходимую и подробную информацию как пользоваться лазерным уровнем.

Безусловно лазерный нивелир это высокоточный прибор, однако он имеет весьма сложный процесс эксплуатации.

Все данные такого нивелира поступают при помощи точного оптического прибора это лазерный уровень. К тому же, в процессе работы с таким прибором необходимо знать много различных нюансов.

Фото нивелира

 

Расчет количества работы, выполненной силами

В предыдущей части Урока 1 работа описывалась как происходящая, когда на объект действует сила, вызывающая смещение. Когда сила действует, заставляя объект смещаться, необходимо знать три величины, чтобы рассчитать работу. Эти три величины — сила, смещение и угол между силой и смещением. Затем работа рассчитывается как сила • смещение • косинус (тета), где тета — угол между векторами силы и смещения.В этой части Урока 1 концепции и математика работы будут применены для анализа различных физических ситуаций.

Проверьте свое понимание

Выразите свое понимание концепции и математики работы, ответив на следующие вопросы. Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Примените уравнение работы, чтобы определить объем работы, выполняемой приложенной силой в каждой из трех ситуаций, описанных ниже.

2. Во многих случаях на объект действует более одной силы. Диаграмма свободного тела — это диаграмма, которая отображает тип и направление всех сил, действующих на объект. Следующие ниже описания и сопровождающие их диаграммы свободного тела показывают силы, действующие на объект. Для каждого случая укажите, какие силы действуют на объект. Затем рассчитайте работу, совершаемую этими силами.

Свободное тело Схема	Силы делают работу на Объекте	Объем выполненных работ каждой силой
Приложена сила 10 Н, чтобы толкнуть блок по поверхности, свободной от трения, на смещение 5.0 м вправо.
Сила трения 10 Н замедляет движущийся блок до остановки после смещения на 5,0 м вправо.
Приложена сила 10 Н, чтобы толкнуть блок по фрикционной поверхности с постоянной скоростью для перемещения 5.0 м вправо.
Объект весом около 2 кг скользит с постоянной скоростью по поверхности, свободной от трения, на 5 м вправо.
Объект весом около 2 кг тянется вверх с постоянной скоростью силой 20 Н для вертикального перемещения 5 м.

3. Перед началом спуска автомобиль с американскими горками всегда поднимается на первый холм на большую начальную высоту. Для достижения этой начальной высоты с автомобилем (обычно с помощью цепи) выполняются работы. Конструктор каботажного судна рассматривает три разных угла наклона, под которыми можно перетащить 2000-килограммовый состав на вершину 60-метрового холма.В каждом случае сила, приложенная к автомобилю, будет прилагаться параллельно холму. Ее критический вопрос: какой угол потребует больше всего работы? Проанализируйте данные, определите проделанную работу в каждом конкретном случае и ответьте на этот важный вопрос.

	Уголок	Сила	Расстояние	Работа (J)
а.	35 град.	1,12 x 10 4 Н	105 кв.м.
г.	45 град.	1,39 x 10 4 Н	84,9 м
г.	55 град.	1,61 x 10 4 Н	73,2 м

4. Бен Травлун переносит чемодан 200-Н на три лестничных пролета (высота 10,0 м), а затем толкает его с горизонтальной силой 50,0 Н с постоянной скоростью 0,5 м / с на горизонтальное расстояние 35.0 метров. Сколько работы Бен делает со своим чемоданом во время этого движения за все движение ?

5. На блок действует сила 50 Н под углом, показанным на диаграмме. Блок перемещается на 3,0 м по горизонтали. Сколько работы совершает приложенная сила?

6. Сколько работы совершает приложенная сила, чтобы поднять 15-ньютонный блок 3.0 метров по вертикали с постоянной скоростью?

7. Студент массой 80,0 кг преодолевает три лестничных пролета за 12,0 сек. Студент прошел вертикальное расстояние 8,0 м. Определите объем работы, проделанной учеником, чтобы поднять свое тело на эту высоту. Предположим, что его скорость постоянна.

8.Рассчитайте работу, проделанную силой 2,0 Н (направленной под углом 30 ° к вертикали), чтобы переместить 500-граммовый ящик на горизонтальное расстояние 400 см по черновому полу с постоянной скоростью 0,5 м / с. (ПОДСКАЗКА: будьте осторожны с единицами.)

9. Уставшая белка (масса 1 кг) отжимается, прикладывая силу, поднимающую ее центр масс на 5 см.Оцените количество отжиманий, которое должна сделать уставшая белка, чтобы выполнить примерно 5,0 Джоулей работы.

Мы хотели бы предложить … Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны взаимодействовать с ним! И это именно то, что вы делаете, когда используете один из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного приложения It’s All Uphill.Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Интерактивная программа It’s All Uphill Interactive позволяет учащемуся изучить влияние угла наклона на силу и работу, выполняемую при подъеме тележки в гору с постоянной скоростью.

Работа: Научное определение | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Объясните, как объект должен перемещаться, чтобы сила, действующая на него, выполняла работу.
• Объясните, как относительные направления силы и смещения определяют, является ли выполненная работа положительной, отрицательной или нулевой.

Что значит работать

Научное определение труда несколько отличается от его повседневного значения. Некоторые вещи, которые мы считаем тяжелой работой, например написание экзамена или ношение тяжелой ноши на ровной поверхности, не являются работой, как это определено ученым. Научное определение работы раскрывает ее связь с энергией — всякий раз, когда работа выполняется, энергия передается.

Для выполнения работы в научном смысле необходимо приложить силу и должно быть движение или смещение в направлении силы.

Формально, работа , выполняемая в системе с помощью постоянной силы, определяется как произведение составляющей силы в направлении движения на расстояние, на которое действует сила . Для одностороннего движения в одном измерении это выражается в форме уравнения как W = | F | (cos θ ) | d |, где W — работа, d — смещение системы, а θ — угол между вектором силы F и вектором смещения d , как на рисунке 1.Мы также можем записать это как Вт = Fd cos θ .

Чтобы найти работу, проделанную над системой, которая претерпевает движение, которое не является односторонним или которое находится в двух или трех измерениях, мы делим движение на односторонние одномерные сегменты и складываем работу, выполненную по каждому сегменту.

Что такое работа?

Работа, совершаемая в системе постоянной силой, равна произведению составляющей силы в направлении движения на расстояние, через которое действует сила .Для одностороннего движения в одном измерении это выражается в форме уравнения как W = Fd cos θ , где W — работа, F — величина силы, действующей на систему, d — величина смещения системы, а θ — угол между вектором силы F и вектором смещения d .

Рисунок 1. Примеры работы. (a) Работа, выполняемая силой F на этой газонокосилке, составляет Fd cos θ .Обратите внимание, что F cos θ — это составляющая силы в направлении движения. (б) Человек, держащий портфель, не работает с ним, потому что нет движения. Энергия не передается ни в чемодан, ни из него. (c) Человек, перемещающий портфель в горизонтальном направлении с постоянной скоростью, не работает с ним и не передает ему энергию. (d) Работа с портфелем выполняется путем его подъема по лестнице с постоянной скоростью, поскольку обязательно присутствует составляющая силы F в направлении движения.Энергия передается в портфель и, в свою очередь, может использоваться для работы. e) когда портфель опускается, энергия передается из портфеля в электрический генератор. Здесь работа, выполняемая генератором с портфелем, является отрицательной, что приводит к удалению энергии из портфеля, потому что F и d находятся в противоположных направлениях.

Чтобы изучить, что означает определение работы, давайте рассмотрим другие ситуации, показанные на рисунке 1. Например, человек, держащий портфель на рисунке 1b, не работает.Здесь d = 0, поэтому W = 0. Почему вы устаете просто держать груз? Ответ заключается в том, что ваши мышцы работают друг против друга, , но они не работают в системе, представляющей интерес («система портфель-Земля» — подробнее см. «Энергия гравитационного потенциала»). Для выполнения работы должно быть движение, и должна быть составляющая силы в направлении движения. Например, человек, несущий портфель на ровной поверхности на рисунке 1c, не работает с ним, потому что сила перпендикулярна движению.То есть cos 90º = 0, и поэтому W = 0.

Напротив, когда сила, действующая на систему, имеет компонент в направлении движения, как на рисунке 1d, работа составляет выполненных — энергия передается портфелю. Наконец, на рисунке 1e энергия передается от портфеля к генератору. Есть два хороших способа интерпретировать эту передачу энергии. Одно из объяснений состоит в том, что вес портфеля действительно воздействует на генератор, давая ему энергию. Другая интерпретация заключается в том, что генератор отрицательно воздействует на портфель, тем самым забирая из него энергию.На чертеже показано последнее, где сила от генератора направлена ​​вверх на портфель, а смещение — вниз. Это составляет θ = 180º, а cos 180º = -1; следовательно, W отрицательно.

Расчет работы

Работа и энергия имеют одинаковые единицы. Из определения работы мы видим, что эти единицы — это сила, умноженная на расстояние. Таким образом, в единицах СИ работа и энергия измеряются в ньютон-метрах . Ньютон-метр получает специальное имя джоуль (Дж), а 1Дж = 1Н · м = 1 кг · м ² / с ² .Один джоуль — это не большое количество энергии; он поднимет небольшое 100-граммовое яблоко на расстояние около 1 метра.

Пример 1. Расчет работы, которую вы выполняете, чтобы протолкнуть газонокосилку по большой лужайке

Сколько работы проделал с газонокосилкой человек, изображенный на Рисунке 1a, если он прикладывает постоянную силу 75,0 Н под углом 35º к горизонтали и толкает газонокосилку на 25,0 м по ровной поверхности? Преобразуйте объем работы из джоулей в килокалории и сравните его со средним дневным потреблением этого человека 10 000 кДж (около 2400 ккал) пищевой энергии.Одна калория (1 кал) тепла — это количество, необходимое для нагрева 1 г воды на 1 ° C, и эквивалентно 4,184 Дж, а одна калорий пищи (1 ккал) эквивалентна 4184 Дж.

Стратегия

Мы можем решить эту проблему, подставив указанные значения в определение работы, выполняемой в системе, указанное в уравнении Вт = Fd cos θ . Приведены сила, угол и перемещение, поэтому неизвестна только работа W .{-4} \\ [/ латекс]

Обсуждение

Это соотношение — крошечная доля того, что человек потребляет, но это типичное значение. Очень мало энергии, выделяемой при потреблении пищи, используется для работы. Даже когда мы «работаем» весь день, менее 10% потребляемой нами энергии уходит на работу, а более 90% преобразуется в тепловую энергию или сохраняется в виде химической энергии в жире.

Сводка раздела

Работа — это передача энергии силой, действующей на объект при его перемещении.

Работа W , которую сила F производит на объект, является произведением величины F силы, умноженной на величину d смещения, умноженную на косинус угла θ между ними. . В символах Вт = Fd cos θ .

Единицей измерения работы и энергии в системе СИ является джоуль (Дж), где 1 Дж = 1 Н · м = 1 кг · м ² / с ² .

Работа, совершаемая силой, равна нулю, если смещение равно нулю или перпендикулярно силе.

Выполненная работа является положительной, если сила и смещение имеют одинаковое направление, и отрицательной, если они имеют противоположное направление.

Концептуальные вопросы

1. Приведите пример того, что мы считаем работой в повседневных обстоятельствах, что не является работой в научном смысле. В вашем примере энергия передается или изменяется по форме? Если да, объясните, как это достигается без выполнения работы.
2. Приведите пример ситуации, в которой есть сила и смещение, но сила не работает.Объясните, почему это не работает.
3. Опишите ситуацию, в которой сила действует в течение длительного времени, но не работает. Объяснять.

Задачи и упражнения

1. Сколько работы кассир в супермаркете делает с банкой с супом, которую он толкает на 0,600 м по горизонтали с силой 5,00 Н? Выразите свой ответ в джоулях и килокалориях.
2. Человек весом 75,0 кг поднимается по лестнице, набирая 2,50 метра в высоту. Найдите работу, проделанную для выполнения этой задачи.
3. (a) Рассчитайте работу, проделанную с кабиной лифта весом 1500 кг по тросу, чтобы поднять ее 40.0 м при постоянной скорости, предполагая, что трение в среднем составляет 100 Н. (b) Какую работу совершает в этом процессе сила тяжести на подъемнике? (c) Какова общая работа подъемника?
4. Предположим, автомобиль проезжает 108 км со скоростью 30,0 м / с и использует 2,0 галлона бензина. Только 30% бензина расходуется на полезную работу за счет силы, которая позволяет автомобилю двигаться с постоянной скоростью, несмотря на трение. (В галлоне бензина 1,2 × 10 ⁸ Дж.) (A) Какова величина силы, прилагаемой для поддержания постоянной скорости движения автомобиля? (b) Если требуемая сила прямо пропорциональна скорости, сколько галлонов будет использовано для проезда 108 км со скоростью 28.0 м / с?
5. Рассчитайте работу, проделанную мужчиной весом 85,0 кг, который толкает ящик на 4,00 м по пандусу, образующему угол 20,0 ° с горизонтом. (См. Рис. 2.) Он прилагает усилие 500 Н к ящику параллельно рампе и перемещается с постоянной скоростью. Обязательно укажите работу, которую он проделывает с ящиком и телом, чтобы подняться по пандусу.

   Рис. 2. Мужчина толкает ящик по пандусу.

6. Сколько работы выполняет мальчик, тащащий свою сестру 30,0 м в фургоне, как показано на рисунке 3? Предположим, что на вагон не действует трение.

   Рис. 3. Мальчик работает с системой телеги и ребенка, когда тянет их, как показано.

7. Покупатель толкает тележку для продуктов на 20,0 м с постоянной скоростью по ровной поверхности, преодолевая силу трения 35,0 Н. Он толкает в направлении на 25,0 ° ниже горизонтали. а) Какая работа происходит с тележкой за счет трения? б) Какую работу совершает сила тяжести на тележке? (c) Какую работу выполняет покупатель с тележкой? (d) Найдите силу, которую оказывает покупатель, используя энергетические соображения.(e) Какова общая работа, проделанная с тележкой?
8. Предположим, что лыжный патруль спускает спасательные сани и пострадавшего, общая масса которого составляет 90,0 кг, вниз по склону 60,0 ° с постоянной скоростью, как показано на рисунке 4. Коэффициент трения между санями и снегом составляет 0,100. а) Сколько работы совершает трение, когда сани движутся по холму на 30,0 м? б) Сколько работы на этом расстоянии совершает веревка на санях? (c) Какую работу совершает сила тяжести на санях? (г) Какова общая проделанная работа?

   Рисунок 4.Спасательные сани и пострадавший спускаются по крутому склону.

Глоссарий

энергия: работоспособность

работа: передача энергии силой, которая заставляет объект перемещаться; произведение составляющей силы в направлении смещения на величину смещения

джоуль: единица работы и энергии в СИ, равная одному ньютон-метру

Избранные решения проблем и упражнения

1.3,00 Дж = 7,17 × 10 ⁻⁴ ккал

3. (а) 5.92 × 10 ⁵ Дж; (б) −5,88 × 10 ⁵ Дж; (c) Чистая сила равна нулю.

5. 3,14 × 10 ³ Дж

7. (а) -700 Дж; (б) 0; (c) 700 Дж; (d) 38,6 N; (д) 0

Как рассчитать производительность на рабочем месте

1. Частичная факторная производительность

Эта формула состоит из отношения общего выпуска к единичному вводу. Менеджеры чаще всего используют эту формулу, потому что данные доступны и легко доступны.Кроме того, уравнения производительности с частными факторами легче связать с конкретными процессами, поскольку они имеют дело только с одним входом.

Чтобы рассчитать частичную факторную производительность, предположим, что компания производит продукции на сумму 15 000 долларов, а еженедельная стоимость всех затрат (рабочая сила, материалы и другие затраты) составляет 8 000 долларов. Вы разделите 15000 на 8000, рассчитав частную факторную производительность 1,8.

2. Многофакторная производительность

В то время как формула частичной факторной производительности использует один единственный ввод, формула многофакторной производительности представляет собой отношение общих выпусков к подмножеству затрат.Например, уравнение может измерять соотношение выпуска к труду, материалам и капиталу. Этот метод является более всеобъемлющим показателем, чем частичная факторная производительность, но его также сложнее рассчитать.

Мы попросили Дэна Кето, эксперта по производительности из Easy Metrics, привести пример, иллюстрирующий одно возможное многофакторное уравнение производительности.

Один из наших клиентов управляет кросс-докингом для одного из крупнейших розничных операторов страны. Кросс-докинг — это когда вы берете импортированные морские перевозки в контейнерах, разгружаете их, а затем перегружаете в исходящие грузовые автомобили.По сути, это похоже на разборку кубика Рубика и его повторную сборку. Отраслевая парадигма состоит в том, чтобы посмотреть на производственную метрику рабочих, обрабатывающих груз, в единицах ящиков в час (CPH). Для более длительного периода времени это разумный показатель. Однако ежедневное управление операциями на одного сотрудника неэффективно.

Каждый грузовой контейнер может иметь от 40 до 20 000 ящиков в зависимости от типа продукта на контейнере и иметь до 100 различных артикулов.Структура грузовых перевозок существенно влияет на время, необходимое для выполнения работы. В зависимости от состава контейнеров CPH может варьироваться от 20 ящиков за час работы до более 400.

Используя CPH, клиент не смог добиться согласованности ни в своей производительности, ни в требованиях к прогнозу рабочей силы, потому что он не использовал другие факторы, присутствующие в данных, для более точного расчета нормы труда. Включив в расчеты артикулы, разделение, вес ящика и куб, мы смогли разработать многофакторный трудовой стандарт, который мог точно и последовательно прогнозировать объем труда, необходимый для каждого грузового контейнера.

При использовании модели линейной регрессии стандартная формула этого метода —

.

ЧАСОВ = AX + BY + CZ + D

В случае вышеприведенного примера ЧАСЫ = A * (# случаев) + B * (разделение) + C * (артикулы) + D * (куб) + E * (вес) + F. Коэффициенты AF являются вычисленными весовые коэффициенты умножаются на входные, чтобы получить конечный результат. Эти коэффициенты могут быть рассчитаны либо с использованием исследований времени в движении (промышленная инженерная модель), либо, если у вас достаточно большой набор данных, с помощью инструментов линейной регрессии.Современные технологии и большие данные позволяют даже небольшим предприятиям рассчитывать экономически эффективные стандарты многофакторной производительности.

Конечным результатом использования приведенного выше примера было то, что клиент мог видеть до каждого сотрудника, каков уровень производительности, а затем проактивно управлять и обучать соответствующим образом. Затраты на оплату труда сократились более чем на 30%.

3. Общая факторная производительность

Эта формула объединяет эффекты всех ресурсов, используемых при производстве товаров и услуг (рабочая сила, капитал, материалы и т. Д.) и делит его на вывод. Этот метод может отражать одновременные изменения выходов и входов, однако они не показывают взаимодействия между каждым выходом и входом по отдельности (то есть они слишком широки, чтобы улучшать конкретные области).

Опять же, это уравнение сложно вычислить. Наш эксперт по производительности из Easy Metrics, системы управления персоналом, приводит пример, иллюстрирующий один из возможных расчетов.

Измерение совокупной факторной производительности — это одновременно искусство и наука.Главное, что нужно иметь в виду при построении этой метрики производительности, — сосредоточиться на вводимых ресурсах, которые имеют разумную корреляцию между затратами и эффективностью и результатами. Инженеры часто хотят измерить все возможные входные факторы для процесса. Используя анализ больших данных, мы часто обнаруживали, что корреляция многих из этих входных факторов ниже естественной дисперсии (шума), возникающей в процессе, поэтому сбор такой информации часто не стоит затрат на это.

Один из наших клиентов — крупный кухонный комбайн, производящий фасованные овощные продукты.У них примерно 200 сотрудников в смену, 16 производственных линий с приводом от оборудования и около 1000 различных наименований продукции. Их стандартная метрика заключалась в том, чтобы смотреть в фунтах на произведенный труд в час для измерения их эффективности, однако это может вводить в заблуждение, потому что в зависимости от продукта существует большая разница между каждым продуктом.

Мы работали с ними, чтобы увеличить количество факторов, измеряемых, чтобы получить четкое представление об общей производительности, а также определить области, на которых следует сосредоточиться, которые могут повысить производительность.Этими факторами были:

• Время безотказной работы машины: Измеряется в процентах от часов смены
• Время отсутствия: Разница между временем рабочего времени и временем на производственной линии
• Нормы труда по сравнению с фунтами в час: Разработаны многомерные производственные стандарты, основанные на типе упаковки и типе / ассортименте товаров. Результат оценивается в процентах от стандарта, где 100% означает работу с ожидаемым уровнем производительности.
• Выход / потери продукта: Качественный фактор, измеряющий выходную массу по сравнению с входной массой
• Фактор качества входящего продукта: Различия в качестве товаров создают различия в производительности
• Коэффициент производственного цикла: Учитывает время на перевод линий на новые виды продукции.Небольшие тиражи пропорционально требуют большего времени на переналадку на фунт продукции.

Конечным результатом стала комплексная панель отчетности с одним макрорезультатом общего фактора производительности, оцененным в процентах, где 100% — это ежедневная цель, а затем разбиты все указанные выше субфакторы, чтобы можно было выявить недостатки. Каждый подфактор оценивается пропорционально его важности. Стандартам труда и времени безотказной работы оборудования были присвоены значения 30%, остальные факторы имели меньший вес, поскольку эти два фактора были основными факторами производительности.

Общий коэффициент производительности = 0,30 × Время безотказной работы машины + 0,10 × Время простоя + 0,30 × Нормы труда + 0,10 × Выход продукта + 0,10 × Фактор качества на входе + 0,10 × Коэффициент производственного цикла

Теперь у клиента есть четкое представление о своих операциях и доступной информации для устранения недостатков по мере их возникновения.

Удобное руководство по выбору правильного расчета для вашего вопроса

Когда вы пытаетесь выбрать между базовыми вычислениями и табличными вычислениями, возникает важный вопрос: есть ли у меня уже все значения данных, которые мне нужны для визуализации?

Если да, то вы можете рассчитать ответ без дальнейшего взаимодействия с источником данных.Это часто будет быстрее, поскольку требуется обрабатывать меньше данных (т.е. мы просто вычисляем, используя агрегированные значения из набора результатов).

Если вы этого не сделаете, у вас нет другого выбора, кроме как перейти к базовому источнику данных, чтобы вычислить ответ.

Рассмотрим следующий пример, в котором мы спрашиваем: каков 90-й процентиль деталей нашего заказа в разбивке по странам?

Обе стороны этой приборной панели отвечают на вопрос. Если вас просто интересует значение 90-го процентиля, и вам не нужно делать дальнейшие выводы, тогда диаграмма слева будет оптимальной.Он обеспечивает минимальный набор результатов (одно число на страну) посредством базового агрегирования PCT90 ([Продажи]), которое вычисляется в базовом источнике данных.

Однако, если вы хотите получить дополнительную информацию (например, понять большее распределение и выявить выбросы) или добавить другие агрегаты (например, вам также нужны медианные значения), то диаграмма справа позволит вам сделать это без дополнительных запросов. Первоначальный запрос для возврата всех подробных записей заказа (зеленые точки) предоставляет все данные, необходимые для локального вычисления 90-го процентиля, а также для изучения других аналитических данных.

Один из ключевых выводов этого поста заключается в том, что макет изображения имеет значение. Как мы уже обсуждали выше, дизайн визуализации будет влиять на объем данных, которые вы изначально возвращаете из источника данных. Это важный фактор при определении вашего подхода.

Однако бывают ситуации, когда, несмотря на то, что у вас есть все необходимые данные в наборе результатов, невозможно достичь требуемого макета с помощью вычисления таблицы. Поэтому вам также нужно спросить: позволяет ли мне макет визуализации использовать вычисление таблицы?

Рассмотрим следующий пример, в котором мы запрашиваем разницу продаж в годовом исчислении в двух форматах: один в виде диаграммы, а другой в виде таблицы:

Верхняя половина этой панели легко достигается с помощью табличных вычислений.Просто продублируйте поле «Продажи» и примените быстрое вычисление разницы к измерению «Дата заказа». Однако, если вы попытаетесь затем преобразовать эту структуру вычислений в таблицу, вы получите следующее:

Вы поймете, что невозможно достичь указанного макета с помощью вычисления таблицы, поскольку вам нужно измерение «Год» с вложенным измерением «Имена показателей». Tableau не может подавить строку «Разница в продажах» за 2013 год. Итак, в этом примере единственный вариант — использовать базовые вычисления:

[Продажи 2013]
ЕСЛИ ГОД ([Дата заказа]) = 2013, ТО [Продажи] КОНЕЦ

[Продажи 2014]
ЕСЛИ ГОД ([Дата заказа]) = 2014, ТО [Продажи] КОНЕЦ

[Разница]
СУММ ([Продажи 2014 г.]) — СУММА ([Продажи 2013 г.])

Этот подход позволяет вам иметь только измерение «Имена мер», которое можно отсортировать в соответствии с требованиями макета.

Обзор

: уровень детализации выражений

В этой статье объясняется, как вычисляются выражения с уровнем детализации и как они работают в Tableau. Дополнительные сведения о выражениях LOD и их работе см. В техническом документе «Понимание выражений уровня детализации (LOD)» (ссылка открывается в новом окне) на веб-сайте Tableau.

Выражения уровня строк и выражения уровня представления

В Tableau выражения, ссылающиеся на неагрегированных столбца источника данных , вычисляются для каждой строки в базовой таблице.В этом случае размерность выражения составляет , уровень строки . Пример выражения на уровне строки:

[Продажи] / [Прибыль]

Это вычисление будет выполняться в каждой строке базы данных. Для каждой строки значение продаж в этой строке будет разделено на значение прибыли в этой строке, в результате чего появится новый столбец с результатом умножения (коэффициент прибыли).

Если вы создаете вычисление с этим определением, сохраняете его под именем [ProfitRatio], а затем перетаскиваете его из панели данных на полку, Tableau обычно объединяет вычисленное поле для представления:

SUM ([ProfitRatio])

Напротив, выражения, ссылающиеся на агрегированных столбца источника данных , вычисляются с размерностью, определенной измерениями в представлении.В этом случае размерностью выражения является уровень просмотра. Пример выражения уровня представления:

СУММ (Продажи) / СУММ (Прибыль)

Если вы перетащите это вычисление на полку (или введите его прямо на полку в качестве специального вычисления), Tableau заключит его в функцию AGG:

AGG (СУММ (продажи) / СУММ (прибыль))

Это так называемый агрегированный расчет.Дополнительные сведения см. В разделе «Агрегатные функции в таблице» (ссылка открывается в новом окне).

Поля размеров и настроек, размещенные в любом из мест, выделенных на следующем изображении, влияют на уровень детализации представления:

До того, как в Tableau появилась поддержка выражений с уровнем детализации, было невозможно создавать вычисления на уровне детализации, отличном от уровня представления. Например, если вы попытаетесь сохранить следующее выражение, Tableau отобразит сообщение об ошибке: «Невозможно смешивать агрегированные и неагрегированные аргументы с этой функцией»:

[Продажи] - AVG ([Продажи])

Намерение пользователя в этом случае состояло в том, чтобы сравнить продажи каждого отдельного магазина со средним значением продаж для всех магазинов.Теперь это можно сделать с помощью уровня детализации:

[Продажи] - {AVG ([Продажи])}

Это так называемый табличный уровень детализации. См. Таблицу

Ограничения для выражений с уровнем детализации

Следующие ограничения применяются к выражениям с уровнем детализации.Также см. Ограничения источника данных для выражений с уровнем детализации.

• Выражения с уровнем детализации, которые ссылаются на меры с плавающей запятой, могут вести себя ненадежно при использовании в представлении, требующем сравнения значений в выражении. Дополнительные сведения см. В разделе «Типы данных в расчетах» (ссылка открывается в новом окне).

• Выражения с уровнем детализации не отображаются на странице источника данных.См. Страницу источника данных.

• При ссылке на параметр в объявлении размерности всегда используйте имя параметра, а не значение параметра.

• При смешивании данных поле связывания из первичного источника данных должно быть в представлении, прежде чем вы сможете использовать выражение уровня детализации из вторичного источника данных.См. Раздел «Устранение неполадок при смешивании данных».

Кроме того, некоторые источники данных имеют ограничения по сложности. Tableau не отключит вычисления для этих баз данных, но возможны ошибки запроса, если вычисления станут слишком сложными.

Выражения с уровнем детализации могут быть размерами или мерами

Когда вы сохраняете уровень детализации выражения, Tableau добавляет его либо в область «Измерения», либо в область «Показатели» на панели «Данные».

Фиксированный уровень детализации выражений может приводить к показателям или измерениям, в зависимости от базового поля в агрегированном выражении. Итак, MIN ([Date])} будет измерением, потому что [Date] — это измерение, а {fixed Store: SUM ([Sales])} будет мерой, потому что [Sales] — это мера. Когда выражение с ФИКСИРОВАННЫМ уровнем детализации сохраняется как мера, у вас есть возможность переместить его в измерения.

Выражения с уровнем детализации INCLUDE и EXCLUDE всегда являются мерами.

Фильтры и выражения с уровнем детализации

В Tableau есть несколько различных типов фильтров, которые выполняются в следующем порядке сверху вниз.

Текст справа показывает, где в этой последовательности оцениваются выражения уровня детализации.

Extract Filters (оранжевые) актуальны только в том случае, если вы создаете Tableau Extract из источника данных.Фильтры табличных вычислений (темно-синие) применяются после выполнения вычислений и поэтому скрывают метки, не отфильтровывая базовые данные, используемые в вычислениях.

Если вы знакомы с SQL, вы можете рассматривать фильтры мер как эквивалент предложения HAVING в запросе, а фильтры измерений как эквивалент предложения WHERE.

ФИКСИРОВАННЫЕ вычисления применяются перед фильтрами измерений, поэтому, если вы не продвинете поля на полке «Фильтр» для повышения производительности представления с помощью фильтров контекста, они будут проигнорированы.Например, рассмотрим, есть ли у вас следующее вычисление на одной полке в виде вместе с [Состояние] на другой полке:

SUM ([Продажи]) / ATTR ({FIXED: SUM ([Sales])})

Этот расчет даст вам отношение продаж штата к общему объему продаж.

Если затем вы поместите [Состояние] на полку «Фильтры», чтобы скрыть некоторые состояния, фильтр будет влиять только на числитель в вычислении.Поскольку знаменатель является ФИКСИРОВАННЫМ уровнем детализации выражения, он все равно будет делить продажи для состояний, все еще находящихся в представлении, против общих продаж для всех состояний, включая те, которые были отфильтрованы из представления.

Выражения с уровнем детализации INCLUDE и EXCLUDE рассматриваются после фильтров измерений. Поэтому, если вы хотите, чтобы фильтры применялись к выражению с ФИКСИРОВАННЫМ уровнем детализации, но не хотите использовать фильтры контекста, подумайте о том, чтобы переписать их как выражения INCLUDE или EXCLUDE.

Агрегация и уровень детализации выражений

Уровень детализации вида определяет количество отметок в вашем обзоре. Когда вы добавляете уровень детализации в представление, Tableau должен согласовать два уровня детализации — один в представлении и один в вашем выражении.

Поведение уровня детализации выражения в представлении зависит от того, является ли уровень детализации выражения более грубым, более тонким или таким же, как уровень детализации в представлении.Что мы подразумеваем под «грубее» или «тоньше» в данном случае?

Уровень детализации грубее, чем уровень детализации просмотра

Выражение имеет более грубый уровень детализации, чем представление, когда оно ссылается на подмножество измерений в представлении. Например, для представления, содержащего измерения [Категория] и [Сегмент], вы можете создать выражение уровня детализации, которое использует только одно из следующих измерений:

{FIXED [Segment]: SUM ([Sales])}

В этом случае выражение имеет более грубый уровень детализации, чем представление.Он основывает свои значения на одном измерении ([Сегмент]), тогда как представление основывает свое представление на двух измерениях ([Сегмент] и [Категория]).

В результате использование уровня детализации выражения в представлении вызывает репликацию определенных значений, то есть их многократное появление.

Реплицированные значения полезны для сравнения определенных значений со средними значениями в категории. Например, следующий расчет вычитает средние продажи для клиента из средних общих продаж:

[Продажи] - {ИСПРАВЛЕНО [Имя клиента]: AVG ([Продажи])}

При репликации значений изменение агрегирования для соответствующего поля в представлении (например, с AVG на SUM) не изменит результат агрегирования.

Уровень детализации лучше, чем уровень детализации представления

Выражение имеет более высокий уровень детализации, чем представление, когда оно ссылается на надмножество измерений в представлении. Когда вы используете такое выражение в представлении, Tableau будет агрегировать результаты до уровня представления. Например, следующее выражение уровня детализации ссылается на два измерения:

{ИСПРАВЛЕНО [сегмент], [Категория]: SUM ([Продажи])}

Когда это выражение используется в представлении, которое имеет только [Сегмент] в качестве уровня детализации, значения должны быть агрегированы .Вот что вы увидите, если перетащите это выражение на полку:

AVG ([{FIXED [Segment]], [Category]]: SUM ([Sales]])}])

Агрегирование — в данном случае среднее — автоматически назначается Tableau. При необходимости вы можете изменить агрегирование.

Добавление уровня детализации к виду

Будет ли агрегирован или реплицирован уровень детализации выражения в представлении, определяется типом выражения (FIXED, INCLUDE или EXCLUDE) и тем, является ли степень детализации выражения более грубой или более тонкой, чем у представления.

• Выражения с уровнем детализации

  INCLUDE будут иметь либо тот же уровень детализации, что и вид, либо более высокий уровень детализации, чем вид. Следовательно, значения никогда не будут воспроизведены.

• Фиксированный уровень детализации. Выражения могут иметь более высокий уровень детализации, чем вид, более грубый уровень детализации или такой же уровень детализации. Необходимость агрегирования результатов ФИКСИРОВАННОГО уровня детализации зависит от того, какие измерения присутствуют в представлении.

• Выражения с уровнем детализации

  EXCLUDE всегда приводят к отображению реплицированных значений в представлении. Когда вычисления, включая выражения с уровнем детализации EXCLUDE, помещаются на полку, Tableau по умолчанию использует агрегирование ATTR (в отличие от SUM или AVG), чтобы указать, что выражение фактически не агрегируется и что изменение агрегирования не повлияет на представление .

Выражения уровня детализации всегда автоматически объединяются в агрегат, когда они добавляются на полку в представлении, если только они не используются в качестве измерений.Итак, если вы дважды щелкните по полке и наберете

{ИСПРАВЛЕНО [сегмент], [Категория]: SUM ([Продажи])}

, а затем нажмите Enter, чтобы зафиксировать выражение, теперь вы видите на полке

.

СУММ ({ФИКСИРОВАННАЯ [Сегмент], [Категория]: СУММ ([Продажи])})

Но если вы дважды щелкните полку для редактирования выражения, то в режиме редактирования вы увидите исходное выражение.

Если вы заключите выражение уровня детализации в агрегирование при его создании, Tableau будет использовать указанное вами агрегирование, а не назначать его, когда любое вычисление, включающее это выражение, помещается на полку. Когда агрегирование не требуется (поскольку уровень детализации выражения более грубый, чем у представления), указанное вами агрегирование по-прежнему отображается, когда выражение находится на полке, но игнорируется.

Ограничения источника данных для выражений с уровнем детализации

Для некоторых источников данных только более поздние версии поддерживают выражения с уровнем детализации.Некоторые источники данных вообще не поддерживают выражения с уровнем детализации.

Кроме того, некоторые источники данных имеют ограничения по сложности. Tableau не отключит вычисления для этих баз данных, но возможны ошибки запроса, если вычисления станут слишком сложными.

Источник данных	Поддержка
Actian Vectorwise	Не поддерживается.
Amazon EMR Hadoop Hive	Поддерживается для Hive 0.13 и более поздних версий.
Amazon Redshift	Поддерживается.
База данных Aster	Поддерживается для версии 4.5 и новее.
Cloudera Hadoop	Поддерживается для Hive 0.13 и новее.
Cloudera Impala	Поддерживается для Impala 1.2.2 и более поздних версий.
Кубы (многомерные источники данных)	Не поддерживается.
DataStax Enterprise	Не поддерживается.
EXASOL	Поддерживается.
Firebird	Поддерживается для версии 2.0 и новее.
Общий ODBC	Limited. Зависит от конкретного источника данных.
Google Big Query	Поддерживается для стандартного SQL, не поддерживается для устаревшего SQL.
Hortonworks Hadoop Hive	Поддерживается для Hive 0.13 и новее. В версии 1.1 HIVE выражения уровня детализации, которые производят перекрестные соединения, ненадежны. Перекрестное соединение происходит, когда нет явного поля для соединения. Например, для выражения уровня детализации {fixed [Product Type]: sum (sales)} , когда представление содержит только одно измерение [Ship Mode], Tableau создает перекрестное соединение. Перекрестное соединение создает строки, которые объединяют каждую строку из первой таблицы с каждой строкой из второй таблицы.
IBM BigInsights	Поддерживается.
IBM DB2	Поддерживается для версии 8.1 и новее.
MarkLogic	Поддерживается для версии 7.0 и новее.
Microsoft Access	Не поддерживается.
Соединения на основе Microsoft Jet (устаревшие соединители для Microsoft Excel, Microsoft Access и текста)	Не поддерживается.
Microsoft SQL Server	SQL Server 2005 и новее.
MySQL	Поддерживается.
IBM КПК (Netezza)	Поддерживаемая версия 7.0 и новее.
Оракул	Поддерживается версия 9i и новее.
Матрица Actian (ParAccel)	Поддерживается версия 3.1 и выше.
Пивотал Гринплум	Поддерживается для версии 3.1 и новее.
PostgreSQL	Поддерживается версия 7 и новее.
Прогресс OpenEdge	Поддерживается.
SAP HANA	Поддерживается.
SAP Sybase ASE	Поддерживается.
SAP Sybase IQ	Поддерживаемая версия 15.1 и новее.
Spark SQL	Поддерживается.
Разветвитель	Не поддерживается.
Экстракт данных таблицы	Поддерживается.
Терадата	Поддерживается.
Vertica	Поддерживается для версии 6.1 и новее.

См. Также

Создание выражений с уровнем детализации в Tableau

Понимание выражений уровня детализации (LOD) (ссылка открывается в новом окне)

Как определить необходимое количество сотрудников в контакт-центре

Определить, сколько сотрудников вам нужно в контакт-центре, — несложная задача, но легко ошибиться.

Мы собрали всю информацию, которая необходима для выполнения этого расчета, в простой процесс из девяти шагов, а также рассмотрели, что вам НИКОГДА не следует делать при выполнении этого расчета.

Шаг 1. Определите, сколько звонков поступает в бизнес

Первым шагом в расчете ваших кадровых потребностей является определение количества звонков, поступающих в ваш бизнес.

Есть много способов определить количество звонков, поступающих в контакт-центр, но ваш метод будет зависеть от того, к каким источникам информации у вас есть доступ, и от опыта работы вашего колл-центра.Поскольку между входящими и исходящими звонками существует разница, потребности вашего call-центра будут другими.

В следующем списке это учтено и представлен ряд вариантов, которые можно использовать для расчета.

1. Если вы являетесь частью установленного центра обработки вызовов, вы должны иметь возможность получать точные данные о количестве звонков в день из телефонной системы центра обработки вызовов, обычно известной как система автоматического распределения вызовов (ACD).
2. Если у вас нет доступа к результатам ACD, ваша система регистрации вызовов и / или коммутатор предоставят подходящую альтернативу.Обычно это можно найти в записях сведений о вызовах (CDR).
3. При отсутствии вариантов a и b отчет вашей телефонной компании может предоставить вам соответствующие данные, если вы используете управляемые номера, например 0800.
4. Попросить персонал вручную регистрировать количество звонков, поступающих в контакт-центр, можно, если у вас нет какой-либо информации, указанной выше.
5. Если бы вы отслеживали количество обращений, поступающих в систему CRM, это также могло бы отражать количество звонков, поступающих в бизнес.

Если вы не можете использовать ни одну из перечисленных выше опций, вы должны сделать оценку, следуя приведенной ниже процедуре.

Во-первых, вам необходимо знать размер вашей клиентской базы, количество дней, в течение которых ваш контакт-центр открыт в году, и оценить среднее количество звонков клиента в год.

В приведенном ниже примере мы использовали цифры:

• Клиентская база: 30 000
• Количество звонков в год на одного клиента: 2
• Количество открытых дней в году: 250

Однако эти звонки не будут поступать равномерно в течение года.

Разбивка годовых объемов вызовов по месяцам, неделям и дням

Посмотрите на свои предыдущие объемы звонков. Разбейте свой годовой трафик звонков на проценты, которые представляют, какую часть этого годового трафика вы, как правило, получаете каждый месяц.

Например, вы можете увидеть узор, подобный приведенному в таблице ниже.

Месяц	Процент звонков
Январь	0,37%
Февраль	4.66%
Март	4,05%
Апрель	5,52%
Май	4,30%
июнь	6,13%
июль	5,77%
август	8,83%
сентябрь	5,77%
Октябрь	7,12%
Ноябрь	5,52%
декабрь	6.01%

Таким образом, вы можете оценить ежемесячные объемы контактов из своего годового прогноза.

Затем, снова просматривая свои старые объемы контактов, сделайте еще один шаг вперед, рассматривая каждый месяц индивидуально. Считайте:

• Как меняются объемы контактов в этом месяце?
• Есть ли в эти недели праздники, которые могут повлиять на объемы контактов?
• Планирует ли маркетинг в это время какие-либо рекламные акции?

Задавая эти вопросы, вы можете разделить ежемесячные объемы контактов на еженедельные объемы контактов.

Но на этом мы не закончили. Вы также заметите, что одни дни недели более загружены, чем другие. Обычно, например, понедельник — самый загруженный день в контакт-центре.

Итак, проанализируйте, какой процент вашего еженедельного трафика приходится на каждый день.

Когда вы это сделаете, вы можете ввести ожидаемый еженедельный объем контактов, количество часов, которые вы открыты каждый день, и эти важнейшие проценты в надежный калькулятор Erlang, как показано ниже.

На этом изображении показан каждый из обсуждаемых критериев, вводимых в ведущий в отрасли калькулятор Erlang Call Center Helper.

Тем не менее, чтобы добиться еще лучших результатов, попробуйте еще больше уменьшить объемы контактов.

Примените эти проценты к своему еженедельному контактному объему и вычислите дневные объемы. Затем переходите к Шагу 2.

Для получения дополнительных указаний и более сложных методов прогнозирования объемов контактов прочтите нашу статью: Руководство по прогнозированию персонала в контакт-центре

Шаг 2: Определите количество звонков на каждые 30 минут / час

Так же, как звонки поступают неравномерно в течение недели, они не поступают равномерно в течение дня.

Итак, используйте прогнозируемые ежедневные объемы контактов, которые вы рассчитали на предыдущем шаге, и спрогнозируйте, сколько вызовов будет поступать каждый час или, что еще лучше, 30 минут.

Для этого есть два метода:

Вариант 1 — легкий путь

Это легко сделать, если у вас есть система ACD или подробный отчет о вызовах (CDR) для вашего центра обработки вызовов.

Как видно из приведенной выше таблицы, ваша система ACD сможет предоставить вам большой объем информации, включая количество вызовов, поступающих в контакт-центр за определенный период времени.

Хотя в приведенном примере показан ежедневный отчет из системы ACD, он также может предоставить вам информацию за желаемый период времени. В этом случае каждые полчаса или час.

Для получения дополнительной информации о системах ACD прочтите нашу статью: На что обращать внимание при покупке системы ACD

Вариант 2 — Более трудный путь

Если у вас нет доступа к указанной выше информации, вы можете сделать точную оценку. Лучше всего это сделать с помощью шаблона поступления вызова, подобного приведенному ниже.

Этот образец показывает профиль спроса контакт-центра в течение обычного дня. Вам нужно будет создать один из них для своего контакт-центра.

Для этого проанализируйте объемы контактов, чтобы узнать, какой процент звонков вы получаете каждые полчаса или час в обычный день.

Таким образом, вы создадите набор результатов, как в таблице ниже:

Временной интервал	Процент звонков
09:00	5.36%
09:30	6,19%
10:00	7,21%
10:30	7,74%
11:00	7,63%
11:30	6,75%
12:00	6,10%
12:30	5,49%
13:00	6,20%
13:30	6,80%
14:00	6.69%
14:30	6,37%
15:00	6,13%
15:30	5,78%
16:00	5,66%
16:30	3.90%

Используйте эти проценты, чтобы создать схему поступления звонков и разделить ожидаемые объемы контактов за день на 30-минутные периоды.

Шаг 3. Определите среднее время обработки

Среднее время обработки (AHT) — это среднее время, которое консультант контакт-центра тратит на вызов.Это можно усреднить по всему контакт-центру.

Для расчета AHT вашего контакт-центра используйте следующую формулу.

Каждый вход можно найти в системе ACD и в отчетах центра обработки вызовов.

Однако, если эта информация недоступна, лучше всего будет рассчитать время взаимодействия между клиентом и консультантом, включая время удержания, общее время разговора и время завершения при различных обстоятельствах.

Когда вы это сделаете, вам следует сложить все записанные времена вместе и затем использовать формулу выше.Этот расчетный показатель будет представлять ваш AHT.

Расчетное число будет зависеть от того, какой сектор бизнеса представляет ваш колл-центр. Это отражено в опросе Call Center Helper, который показал большую разницу между AHT разных компаний.

Данные, включенные в этот опрос, были собраны во время нашего вебинара: 20 советов по улучшению среднего времени обработки (AHT)

В ходе этого опроса мы обнаружили, что медианное значение AHT для контакт-центров составляет 4,9 минуты (294 секунды).

Итак, если два обсуждаемых выше варианта не для вас, вы можете использовать это значение при переходе по шагам ниже, или вы можете использовать AHT сектора, который наиболее важен для вас.

Сектор / масштаб деятельности	Среднее время обработки (секунды)
Крупный бизнес	522
Телекоммуникации	528
Розничная торговля	324
Бизнес и ИТ-услуги	282
Финансовые услуги	282

[Цифры, приведенные в этой таблице, взяты из отчета Корнельского университета]

Однако, хотя AHT важен в этом сценарии, постарайтесь не оценивать своих советников против него.Это связано с тем, что, если ваши консультанты слишком стремятся отвлечь клиента от разговора по телефону, чтобы достичь своих целей, возможно, они не обеспечивают высокий уровень обслуживания клиентов. Это также может привести к тому, что клиент перезвонит.

Полное руководство по расчету AHT см. В нашей статье: Как измерить среднее время обработки

Шаг 4: Определите свой уровень обслуживания

Исторически сложилось так, что отраслевым стандартом уровня обслуживания является ответ на 80% вызовов в течение 20 секунд.Однако современные контакт-центры стремятся к тому, чтобы на 90% звонков отвечал за 10-15 секунд.

Тем не менее, для вашего call-центра было бы невозможно достичь целевого уровня обслуживания 100%, поскольку для этого потребовалось бы бесконечное количество консультантов.

На приведенном ниже графике показано, как изменение уровня обслуживания приведет к изменению количества агентов, которых вам следует нанять.

Однако, в конечном счете, вам решать, какой уровень обслуживания будет поддерживать вашу конкурентоспособность и не требует набора слишком большого количества консультантов.

Для получения дополнительной информации о типичных уровнях обслуживания, на которые нацелены контакт-центры, прочтите нашу статью: Каковы стандарты уровня обслуживания контакт-центра?

Шаг 5: Учет максимальной занятости

Теперь, когда мы установили уровень обслуживания, нам нужно признать, что агенты не могут проводить 100% своего времени на телефоне в течение продолжительных периодов времени.

Здесь появляется занятость, количество времени, которое агенты проводят за телефоном в течение тридцати минут.

Максимальная занятость часто является фактором, который игнорируется в процессе расчета количества операторов, которые вам нужны в контакт-центре. Это не имеет значения для небольшого контакт-центра, но является основным фактором, почему так много крупных контакт-центров недоукомплектованы персоналом.

Чтобы понять, нужно ли учитывать загруженность, сначала необходимо установить целевое значение занятости, как и для уровня обслуживания.

Джеймс Барнс

Джеймс Барнс, директор Destructive Digital, считает, что вместо ранее заявленной цифры в 100%, большинство контакт-центров имеют более реалистичную загруженность.

«В среднем максимальная загрузка моих клиентов колеблется от 85% (внутренняя) до 90% (более высокая производительность)», — говорит Джеймс .

Максимальная занятость не должна быть выше 85% или 90%

Клиенты Джеймса поставили бы целевой показатель занятости 85-90%, чтобы найти идеальное сочетание производительности и достижимости. Уровень занятости выше 90%, скорее всего, приведет к тому, что операторы будут замечать нежелательное поведение во время звонков, выйдут из строя или контакт-центр увеличится.

Но как узнать, какова ваша заполняемость?

Для расчета занятости просто разделите количество эрлангов (интенсивность трафика) на количество операторов на этаже контакт-центра, а затем умножьте его на 100, чтобы получить процентное значение занятости.

Но если каждый контакт-центр имеет свою заполняемость, почему это важно для крупных контакт-центров, а не для небольших?

Это связано с тем, что с увеличением количества вызовов увеличивается и количество вызовов, которые консультант должен принять за 30 минут, а это означает, что занятость становится все выше и выше.Это увеличение «коэффициента загруженности персонала» показано в таблице ниже.

Интенсивность трафика (эрланги)	Количество сотрудников, необходимых для достижения уровня обслуживания	Среднее количество звонков на консультанта (коэффициент загруженности персонала)	Уровень занятости (%)	Кол-во звонков за 30 минут
8,7	12	8,3	72,5	100
43,6	49	10.2	89	500
87,2	94	10,6	92,8	1000

Цифры в этой таблице были рассчитаны с использованием AHT, равного 180 секундам, и целевого уровня обслуживания — ответа на 80% вызовов за 20 секунд.

Они показывают нам, что при 1000 звонках уровень занятости составляет 92,8%, что, хотя мы поощряем продуктивность операторов, просто нереально.

Итак, так же, как уровень обслуживания, установите целевой показатель, который обычно находится где-то между 85-90%, который можно ввести в калькулятор Erlang.

Шаг 6: Рассчитайте усадку

Информация, собранная на предыдущих пяти шагах, позволит вам определить исходное количество консультантов, необходимое для ответа на телефонные звонки в колл-центре, но при этом не учитывается сокращение.

Сокращение — это количество оплачиваемого времени, в течение которого сотрудник не может выполнять продуктивную работу, например отвечать на телефонные звонки, несмотря на то, что это запланировано.

Существует как внутреннее сжатие центра обработки вызовов — когда консультант находится в центре обработки вызовов, но не может ответить на звонок, так и внешнее сжатие, когда консультанта нет в центре обработки вызовов из-за болезни, праздников, чрезвычайных ситуаций и т. Д.Оба фактора должны быть учтены.

Как правило, сокращение колл-центра составляет 35% сотрудников, которые не пользуются телефоном в любой момент времени.

Однако это всего лишь отраслевой стандарт, и для вас важно точно рассчитать усадку, чтобы указать точное количество необходимого вам персонала.

Шаг 7: выработайте среднее терпение

Также известное как среднее время до отказа (ATA), среднее терпение — это средняя продолжительность времени, в течение которого клиент остается в очереди перед тем, как повесить трубку.

Многие системы ACD сообщают об этом значении, но для тех немногих, кому не повезло, следующий лучший вариант — создать кривую отказа.

Для этого вам нужно будет создать график, отображающий процент потерянных вызовов в зависимости от времени. Пример выделен ниже.

По этой кривой вы можете определить время, в течение которого 50% ваших абонентов прекращают работу. Это время — ваше среднее терпение.

Это время важно, так как — помимо прогнозирования объемов контактов, AHT, уровня обслуживания, занятости и сокращения — его следует добавить в калькулятор Erlang, чтобы рассчитать необходимое количество сотрудников.

Шаг 8. Вставьте числа в калькулятор Erlang

Выполняя каждый из вышеперечисленных шагов, вы получите много информации, которую сможете ввести в наш онлайн-калькулятор Erlang.

Erlang Calculator

Call Center Helper лучше, чем большинство других, так как он позволяет вам определять, сколько консультантов call-центра вам нужно в течение каждых 30-минутных периодов дня, с конкретным учетом размеров, занятости и среднего терпения.

Пример ниже показывает количество советников, рассчитанное нашим калькулятором Erlang, когда:

• Отчетный период = 30 минут
• Среднее количество звонков за отчетный период = 1000
• Среднее время обработки / Средняя продолжительность вызова = 180 секунд
• Требуемый уровень обслуживания = 80% (отраслевой стандарт)
• Целевое время ответа = 20 секунд (отраслевой стандарт)
• Процент усадки = 35%
• Целевая занятость = 85%
• Среднее терпение = 90 секунд

В этом примере калькулятор Erlang определяет, что необходимо развернуть 182 агента.

Делая это для каждого отчетного периода в течение дней, вы можете рассчитать ежедневную численность персонала и начать разрабатывать графики, чтобы наилучшим образом удовлетворить спрос.

Если вы предпочитаете рассчитывать численность персонала в электронной таблице Excel, у нас также есть очень популярный калькулятор Erlang на основе Excel.

Шаг 9: сопоставление рейки и схемы смены

Хотя для вас важно сопоставить схему поступления звонков с количеством консультантов, готовых отвечать на звонки, было бы неправдоподобно нанимать персонал на 30-минутные периоды каждый день.

Чтобы сопоставить консультантов по количеству обращений, существует несколько способов обеспечить оптимальный уровень консультантов, работающих в вашем контакт-центре. К ним относятся:

• Чередуйте перерывы и обеденные перерывы, чтобы обеспечить достаточное покрытие
• Используйте персонал, работающий неполный рабочий день, для работы в пиковые периоды
• Проводите командные собрания в спокойные периоды

Добавление ежедневника к расчетам по укомплектованию персоналом с помощью калькулятора Erlang — Day Planner поможет вам справиться с этим.

Если вы сделаете это успешно, у вас всегда будет оптимальное количество сотрудников в вашем контакт-центре, и они будут заблокированы в соответствии с шаблоном поступления вызовов, как показано на графике ниже.

Как видно из этого примера, количество звонков будет увеличиваться между 8 и 10 часами утра, при этом самый загруженный период дня будет с 10 до 12 часов. Это дает контактным центрам идеальную возможность отложить начало смены операторов в начале дня.

Есть также много других схем смены, с которыми вы можете поэкспериментировать.К ним относятся:

• Ротационные смены: Они помогают сбалансировать популярные и непопулярные смены среди ваших консультантов. Однако они выходят из моды, потому что очень немногие из нас ведут ротационный образ жизни.
• Фиксированные смены: Этот вид смены является согласованным в договоре режимом работы. Контакт-центры часто используют их в сочетании с неполным рабочим днем, чтобы заполнить пробелы в расписании.
• Смены неполный рабочий день: Эти смены, популярные среди студентов, родителей и тех, кто поздно встает, могут сделать график более гибким.
• Разделенные смены: Когда консультанты работают в две смены, они эффективно работают в две смены с перерывом в несколько часов между ними. Они популярны в контакт-центрах, где количество звонков резко падает в середине дня, и в удаленных центрах, где консультанту не приходится ездить дважды.
• Годовое количество часов: Этот шаблон требует, чтобы ваш персонал работал определенное количество часов каждый год, при этом ожидается, что в течение ваших самых загруженных периодов будет отработано больше часов.

Экспериментируя с подобными схемами смены, вы можете определить лучший способ удовлетворить спрос в вашем собственном контакт-центре.

Чтобы узнать о других схемах смены, которые вы можете реализовать в своем контакт-центре, прочтите нашу статью: Лучшие схемы смен для контакт-центра

Как НЕ рассчитывать штатную численность!

Очень важно избежать самой распространенной ошибки при подсчете численности персонала, потому что, если вы этого не сделаете, вы будете сильно недоукомплектованы кадрами.

Эта ошибка связана с делением общего количества минут разговора на количество часов в день.

В этом примере мы использовали цифры:

• 5000 звонков в день
• 3 минуты для среднего времени обработки (AHT)
• 7.5 часов (промежуток времени, в течение которого работает call-центр)

Далее процесс выглядит следующим образом:

• 7,5 x 60 = 450 минут
• 450/3 = 150 звонков на консультанта в день
• 5,000 / 150 = требуется 33 советника — по этой цифре вы сильно не укомплектованы персоналом.

Однако этот метод не учитывает такие факторы, как:

• Объемы звонков меняются в течение дня
• Абоненты могут долго ждать, чтобы дозвониться до консультанта
• Праздники, болезни, встречи и т. Д.
• Советник выгорания

Поэтому, пожалуйста, избегайте этого метода любой ценой и вместо этого следуйте нашему девятиэтапному процессу, описанному выше.

Чтобы получить больше информации о укомплектовании персоналом контакт-центра, обязательно прочтите нашу статью: 10 вещей, которые необходимо знать, чтобы рассчитать, сколько консультантов контакт-центра вам нужно

Изначально эта публикация была опубликована 1 марта 2017 года.

Введение в оценку мощности и размера выборки

ЦЕЛИ

1. Понимание оценки мощности и размера выборки.

2. Поймите, почему мощность является важной частью как дизайна исследования, так и анализа.

3. Поймите разницу между расчетами размера выборки в сравнительных и диагностических исследованиях.

4. Узнайте, как выполнить расчет размера выборки.

   • — (a) Для непрерывных данных

   • — (b) Для прерывистых данных

   • — (c) Для диагностических тестов

МОЩНОСТЬ И ОЦЕНКА РАЗМЕРА ОБРАЗЦА

Оценка мощности и размера выборки является мерой того, сколько пациентов необходимо для исследования.Практически все клинические исследования предполагают изучение выборки пациентов с определенной характеристикой, а не всей популяции. Затем мы используем эту выборку, чтобы сделать выводы обо всей совокупности.

В предыдущих статьях серии по статистике, опубликованной в этом журнале, статистический вывод использовался, чтобы определить, верны ли найденные результаты или, возможно, только случайно. Ясно, что мы можем уменьшить вероятность того, что наши результаты будут получены случайно, устранив предвзятость в дизайне исследования, используя такие методы, как рандомизация, ослепление и т. Д.Однако на возможность того, что наши результаты могут быть неверными, влияет еще один фактор — количество обследованных пациентов. Интуитивно мы предполагаем, что чем больше доля исследуемой популяции, тем ближе мы подойдем к истинному ответу для этой популяции. Но скольких нам нужно изучить, чтобы как можно ближе подойти к правильному ответу?

ЧТО ТАКОЕ МОЩНОСТЬ И ПОЧЕМУ ЭТО ВАЖНО

Оценка мощности и размера выборки используется исследователями для определения количества субъектов, необходимых для ответа на исследовательский вопрос (или нулевую гипотезу).

Примером может служить тромболизис при остром инфаркте миокарда (ОИМ). В течение многих лет врачи считали, что это лечение принесет пользу, учитывая предполагаемую этиологию ОИМ, однако последовательные исследования не смогли доказать этот факт. Только после завершения «мега-испытаний» с достаточной мощностью было доказано небольшое, но важное преимущество тромболизиса.

Как правило, в этих испытаниях сравнивали тромболизис с плацебо, и часто в качестве основного критерия оценки исхода использовалась смертность через определенное количество дней.Основная гипотеза исследований могла заключаться в сравнении, например, смертности от тромболизиса на 21 день по сравнению с плацебо. Тогда есть две гипотезы, которые нам нужно рассмотреть:

1. Нулевая гипотеза состоит в том, что нет разницы между лечением с точки зрения смертности.

2. Альтернативная гипотеза состоит в том, что существует разница между методами лечения с точки зрения смертности.

Пытаясь определить, являются ли две группы одинаковыми (принимая нулевую гипотезу) или они разные (принимая альтернативную гипотезу), мы потенциально можем допустить два вида ошибок.Они называются ошибкой типа I и ошибкой типа II.

Считается, что ошибка типа I возникла, когда мы неверно отклонили нулевую гипотезу (то есть она верна и между двумя группами нет разницы) и сообщаем о различии между двумя изучаемыми группами.

Считается, что ошибка типа II возникает, когда мы принимаем нулевую гипотезу неправильно (то есть она ложна и существует разница между двумя группами, которая является альтернативной гипотезой), и сообщаем, что между двумя группами нет никакой разницы.

Их можно представить в виде таблицы два на два (таблица 1).

Расчеты мощности говорят нам, сколько пациентов необходимо, чтобы избежать ошибок типа I или типа II.

Термин «мощность» обычно используется в отношении всех оценок размера выборки в исследованиях. Строго говоря, «мощность» означает количество пациентов, необходимое для того, чтобы избежать ошибки типа II в сравнительном исследовании. Оценка размера выборки — это более всеобъемлющий термин, который рассматривает больше, чем просто ошибку типа II, и применим ко всем типам исследований.В просторечии эти термины используются как синонимы.

ЧТО ВЛИЯЕТ НА МОЩНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ?

Есть несколько факторов, которые могут повлиять на силу исследования. Это следует учитывать на раннем этапе разработки исследования. Некоторые факторы мы контролируем, другие — нет.

Точность и дисперсия измерений в пределах любого образца

Почему исследование может не найти разницы, если она действительно есть? Для любого данного результата от выборки пациентов мы можем определить только распределение вероятностей вокруг этого значения, которое подскажет, где находится истинное значение для популяции.Самый известный пример этого — 95% доверительный интервал. Размер доверительного интервала обратно пропорционален количеству изучаемых предметов. Таким образом, чем больше людей мы изучаем, тем точнее мы можем определить истинную ценность населения.

Рисунок 1 показывает, что для одного измерения, чем больше предметов изучается, тем уже становится распределение вероятностей. В группе 1 среднее значение равно 5 с широкими доверительными интервалами (3–7). Удвоив количество обследованных пациентов (но в нашем примере сохранив те же значения), доверительные интервалы сузились (3.5–6.5), что дает более точную оценку истинного среднего значения по совокупности.

Рисунок 1

Изменение ширины доверительного интервала с увеличением числа испытуемых.

Распределение вероятности того, где находится истинное значение, является неотъемлемой частью большинства статистических тестов для сравнения между группами (например, t тестов). Исследование с небольшим размером выборки будет иметь большие доверительные интервалы и будет отображаться как статистически ненормальное, только если существует большая разница между двумя группами.На рисунке 2 показано, как увеличение числа испытуемых может дать более точную оценку различий.

Рисунок 2

Эффект уменьшения доверительного интервала для демонстрации истинной разницы в средних. Этот пример показывает, что первоначальное сравнение между группами 1 и 3 не показало статистической разницы, поскольку доверительные интервалы перекрывались. В 3-й и 4-й группах количество пациентов увеличилось вдвое (хотя среднее значение осталось прежним). Мы видим, что доверительные интервалы больше не перекрываются, указывая на то, что разница в средних вряд ли произошла случайно.

Величина клинически значимой разницы

Если мы пытаемся обнаружить очень небольшие различия между видами лечения, требуются очень точные оценки истинной численности населения. Это связано с тем, что нам необходимо очень точно определить истинное значение населения для каждой группы лечения. И наоборот, если мы находим или ищем большую разницу, может быть приемлемо довольно широкое распределение вероятностей.

Другими словами, если мы ищем большую разницу между методами лечения, мы можем принять широкое распределение вероятностей, если мы хотим обнаружить небольшую разницу, нам потребуются большая точность и малые распределения вероятностей.Поскольку ширина вероятностных распределений в значительной степени определяется тем, сколько предметов мы изучаем, очевидно, что искомая разница влияет на расчеты размера выборки.

Факторы, влияющие на расчет мощности

• Точность и дисперсия измерений в пределах любого образца

• Величина клинически значимой разницы

• Насколько мы уверены, чтобы избежать ошибки типа 1

• Тип статистического теста, который мы проводим

При сравнении двух или более образцов мы обычно мало контролируем размер эффекта.Однако нам нужно убедиться, что разницу стоит обнаружить. Например, можно разработать исследование, которое продемонстрирует сокращение времени начала местной анестезии с 60 до 59 секунд, но такая небольшая разница не будет иметь клинического значения. И наоборот, исследование, демонстрирующее разницу от 60 секунд до 10 минут, однозначно будет. Определение «клинически важного различия» является ключевым компонентом расчета размера выборки.

Насколько важна ошибка типа I или типа II для рассматриваемого исследования?

Мы можем указать, насколько мы должны быть обеспокоены, чтобы избежать ошибки типа I или типа II.Считается, что ошибка типа I возникла, когда мы неверно отклонили нулевую гипотезу. Обычно мы выбираем вероятность ошибки I типа <0,05. Это означает, что если мы найдем положительный результат, шансы найти это (или большую разницу) будут менее чем в 5% случаев. Этот показатель, или уровень значимости, обозначается как pα и обычно устанавливается нами заранее на ранних этапах планирования исследования при выполнении расчета размера выборки. По соглашению, а не по замыслу, мы чаще выбираем 0.05. Чем ниже уровень значимости, тем ниже мощность, поэтому использование 0,01 соответственно уменьшит нашу мощность.

(Чтобы избежать ошибки типа I — то есть, если мы найдем положительный результат, шансы найти это или большую разницу будут иметь место менее чем в α% случаев)

Считается, что ошибка типа II возникает, когда мы неверно принимаем нулевую гипотезу и сообщаем, что между двумя группами нет никакой разницы. Если действительно существует разница между вмешательствами, мы выражаем вероятность получения ошибки типа II и то, насколько вероятно, что мы ее обнаружим.Этот рисунок обозначается как pβ. Меньше условностей относительно принятого уровня pβ, но цифры 0,8–0,9 являются общими (то есть, если разница действительно существует между вмешательствами, то мы обнаружим ее в 80–90% случаев).

Предотвращение ошибки типа II — суть расчетов мощности. Мощность исследования pβ — это вероятность того, что исследование обнаружит заранее определенную разницу в измерениях между двумя группами, если она действительно существует, при заданном значении pα и размере выборки N.

Тип статистического теста, который мы проводим

Расчеты размера выборки показывают, как вероятнее всего будут работать статистические тесты, использованные в исследовании. Поэтому неудивительно, что тип используемого теста влияет на то, как рассчитывается размер выборки. Например, параметрические тесты лучше при обнаружении различий между группами, чем непараметрические тесты (вот почему мы часто пытаемся преобразовать базовые данные в нормальные распределения). Следовательно, для анализа, основанного на непараметрическом тесте (например, Mann-Whitney U), потребуется больше пациентов, чем один на основе параметрического теста (например, тест Стьюдента t ).

СЛЕДУЕТ ВЫПОЛНЯТЬ РАСЧЕТ РАЗМЕРА ОБРАЗЦА ДО ИЛИ ПОСЛЕ ИССЛЕДОВАНИЯ?

Ответ определенно до, иногда во время, а иногда и после.

При разработке исследования мы хотим удостовериться, что проделанная нами работа стоит того, чтобы мы получали правильный ответ и получали его наиболее эффективным способом. Это сделано для того, чтобы мы могли набрать достаточно пациентов, чтобы наши результаты были адекватными, но не слишком много, чтобы мы тратили время на получение большего количества данных, чем нам нужно.К сожалению, при разработке исследования нам, возможно, придется сделать предположения о желаемой величине эффекта и дисперсии данных.

Промежуточные расчеты мощности используются иногда, когда известно, что данные, использованные в исходных расчетах, сомнительны. Их следует использовать с осторожностью, поскольку повторный анализ может привести к тому, что исследователь остановит исследование, как только будет получена статистическая значимость (что может произойти случайно несколько раз во время набора субъектов). Как только исследование начнется, можно будет использовать анализ промежуточных результатов для выполнения дальнейших расчетов мощности и внесения соответствующих корректировок в размер выборки.Это может быть сделано, чтобы избежать преждевременного завершения исследования, или в случае спасения жизни или опасных методов лечения, чтобы избежать продления исследования. Расчет промежуточного размера выборки следует использовать только в том случае, если это указано в методе априорного исследования.

Когда мы оцениваем результаты испытаний с отрицательными результатами, особенно важно поставить под сомнение размер выборки исследования. Вполне возможно, что исследование было недостаточно мощным и что мы неверно приняли нулевую гипотезу, что является ошибкой типа II.Если бы в исследовании было больше субъектов, тогда бы вполне могла быть обнаружена разница. В идеальном мире этого никогда не должно происходить, потому что расчет размера выборки должен появляться в разделе методов всех документов, реальность показывает нам, что это не так. Как потребитель исследований мы должны иметь возможность оценивать эффективность исследования по предоставленным результатам.

Ретроспективный расчет размера выборки в этой статье не рассматривается. Несколько калькуляторов ретроспективного размера выборки доступны в Интернете (калькуляторы мощности UCLA (http: // калькуляторы.stat.ucla.edu/powercalc/), Интерактивные статистические страницы (http://www.statistics.com/content/javastat.html).

КАКОЙ ТИП ИССЛЕДОВАНИЯ ДОЛЖЕН ВЫПОЛНИТЬ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ?

Почти все количественные исследования могут быть подвергнуты расчету размера выборки. Однако они могут иметь небольшую ценность в ранних исследовательских исследованиях, когда доступны скудные данные, на которых можно основывать расчеты (хотя это можно решить, предварительно выполнив пилотное исследование и используя полученные данные).

Очевидно, что расчет размера выборки является ключевым компонентом клинических испытаний, поскольку в большинстве этих исследований упор делается на выявление величины различий между терапиями. Все клинические испытания должны иметь оценку размера выборки.

В других типах исследований оценка размера выборки должна выполняться для повышения точности наших окончательных результатов. Например, основными показателями результатов для многих диагностических исследований будут чувствительность и специфичность для конкретного теста, обычно указываемые с доверительными интервалами для этих значений.Как и в случае сравнительных исследований, чем больше изучается число пациентов, тем больше вероятность того, что результаты выборки будут отражать истинную ценность населения. Выполняя расчет размера выборки для диагностического исследования, мы можем указать точность, с которой мы хотели бы сообщить доверительные интервалы для чувствительности и специфичности.

Поскольку клинические испытания и диагностические исследования, вероятно, составят основу исследовательской работы в области экстренной медицины, в данной статье мы сосредоточились на них.

МОЩНОСТЬ В СРАВНИТЕЛЬНЫХ ИСПЫТАНИЯХ

Исследования, представляющие непрерывные нормально распределенные данные

Предположим, что Эгберт Эверард участвовал в клинических испытаниях с участием пациентов с гипертонией. Новый антигипертензивный препарат, сок Джабба, сравнивали с бендрофлуазидом в качестве нового средства лечения гипертонии первой линии (таблица 2).

Таблица 2

Эгберт записывает некоторые вещи, которые, по его мнению, важны для расчетов

Как видите, цифры для pα и pβ несколько типичны.Обычно они устанавливаются по соглашению, а не меняются от одного исследования к другому, хотя, как мы увидим ниже, они могут меняться.

Ключевым требованием является «клинически важное различие», которое мы хотим выявить между группами лечения. Как обсуждалось выше, это должна быть разница, которая имеет клиническое значение, поскольку, если она очень мала, о ней, возможно, не стоит знать.

Еще одна цифра, которую нам необходимо знать, — это стандартное отклонение переменной в исследуемой популяции.Измерения артериального давления представляют собой форму нормально распределенных непрерывных данных и, как таковые, будут иметь стандартное отклонение, которое Эгберт обнаружил в других исследованиях, посвященных аналогичным группам людей.

Когда мы узнаем эти последние две цифры, мы сможем вычислить стандартизированную разницу, а затем использовать таблицу, чтобы дать нам представление о необходимом количестве пациентов.

Разница между средними значениями является клинически важной разницей, то есть она представляет собой разницу между средним артериальным давлением в группе бендрофлуазида и средним артериальным давлением в новой группе лечения.

Из каракулей Эгберта:

Используя таблицу 3, мы можем видеть, что при стандартизованной разнице 0,5 и уровне мощности (pβ) 0,8 необходимое количество пациентов составляет 64. Эта таблица предназначена для односторонней гипотезы (?) Нулевая гипотеза требует, чтобы исследование быть достаточно мощным, чтобы определить, какое лечение лучше или хуже другого, поэтому нам потребуется минимум 64 × 2 = 128 пациентов. Это сделано для того, чтобы мы были уверены, что у нас есть пациенты, которые попадают в обе стороны от установленной нами средней разницы.

Таблица 3

Как мощность изменяется со стандартизованной разницей

Другой метод установки размера выборки — использование номограммы, разработанной Гором и Альтманом ² , как показано на рисунке 3.

Рисунок 3

Номограмма для расчета объема выборки.

Из этого мы можем использовать линейку, чтобы присоединить стандартизованную разницу к мощности, необходимой для исследования.Если край пересекает среднюю переменную, это указывает на требуемое число N.

Номограмму также можно использовать для расчета мощности для двустороннего сравнения гипотез непрерывного измерения с одинаковым количеством пациентов в каждой группе.

Если данные не распределяются нормально, номограмма ненадежна, и следует искать официальную статистическую помощь.

Исследования с категориальными данными

Предположим, что Эгберт Эверард, в своем постоянном стремлении улучшить уход за своими пациентами, страдающими инфарктом миокарда, был убежден фармацевтическим представителем помочь в проведении исследования нового препарата для посттромболизиса, Jedi Flow.Из предыдущих исследований он знал, что потребуются большие числа, поэтому выполнил расчет размера выборки, чтобы определить, насколько сложной будет задача (таблица 4).

Таблица 4

Расчет размера выборки

И снова значения pα и pβ стандартные, и мы установили уровень для клинически важной разницы.

В отличие от непрерывных данных, расчет размера выборки для категориальных данных основан на пропорциях.Однако, как и в случае с непрерывными данными, нам все равно необходимо рассчитать стандартизированную разницу. Это позволяет нам использовать номограмму для определения необходимого количества пациентов.

p ₁ = пропорциональная смертность в группе тромболизиса = 12% или 0,12

p ₂ = пропорциональная смертность в группе Jedi Flow = 9% или 0,09 (это 3% клинически важная разница в смертности, которую мы хотим показать).

P = (p ₁₊ p ₂ ) / 2 =

Стандартизированная разница составляет 0,1. Если мы воспользуемся номограммой и проведем линию от 0,1 до оси мощности на 0,8, мы увидим, что от точки пересечения с центральной осью на уровне 0,05 pα нам нужно 3000 пациентов для исследования. Это означает, что нам нужно 1500 пациентов в группе Jedi Flow и 1500 в группе тромболизиса.

МОЩНОСТЬ В ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЯХ

Расчеты мощности редко используются в диагностических исследованиях, и, по нашему опыту, мало кто о них знает. Они имеют особое значение для практики неотложной медицины из-за характера нашей работы. Описанные здесь методы взяты из работы Buderer. ³

Доктор Эгберт Эверард решает, что диагностику переломов голеностопного сустава можно улучшить с помощью нового портативного ультразвукового устройства в отделении неотложной помощи «Звезды Смерти».Устройство DefRay используется для исследования голеностопного сустава и позволяет определить, сломана ли лодыжка. Доктор Эверард считает, что это новое устройство может снизить потребность пациентов в часах ожидания в радиологическом отделении, тем самым избавляя пациентов от боли в ушах, когда они возвращаются. Он считает, что DefRay можно использовать в качестве инструмента скрининга, только пациенты с положительным тестом DefRay будут отправлены в отделение радиологии, чтобы продемонстрировать точный характер травмы.

Он разрабатывает диагностическое исследование, в котором все пациенты с подозрением на перелом лодыжки обследуются в отделении неотложной помощи с помощью DefRay.Этот результат записывается, а затем пациенты отправляются на рентгенограмму независимо от результата теста DefRay. Затем доктор Эверард и его коллеги сравнят результаты DefRay со стандартной рентгенограммой.

Пропущенные переломы голеностопного сустава в прошлом году стоили отделению доктора Эверарда больших денег, поэтому очень важно, чтобы DefRay работал хорошо, если он будет принят в качестве скринингового теста. Эгберту интересно, сколько пациентов ему понадобится. Он записывает несколько заметок (таблица 5).

Таблица 5

Расчеты Эверарда

Для диагностического исследования мы рассчитываем мощность, необходимую для достижения либо адекватной чувствительности, либо адекватной специфичности. При расчетах используется стандартный способ представления диагностических данных «два на два», как показано в таблице 6.

Таблица 6

Таблица отчетов два на два для диагностических тестов

Для расчета потребности в адекватной чувствительности

Для расчета потребности в адекватной специфичности

Если бы Эгберт был в равной степени заинтересован в тесте со специфичностью и чувствительностью, мы бы выбрали большее из двух, но это не так.Он больше всего заинтересован в том, чтобы тест имел высокую чувствительность, чтобы исключить переломы лодыжки. Поэтому он принимает цифру за чувствительность — 243 пациента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Оценка размера выборки является ключом к проведению эффективных сравнительных исследований. Понимание концепций мощности, размера выборки и ошибок типа I и II поможет исследователю и критическому читателю медицинской литературы.

ВИКТОРИНА

1. Какие факторы влияют на расчет мощности для пробной терапии?

2. Доктор Эгберт Эверард хочет сделать новый анализ крови (ситтастический) для диагностики гена темной стороны. Он хочет, чтобы тест имел чувствительность не менее 70% и специфичность 90% с уровнем достоверности 5%. Распространенность заболевания в этой популяции составляет 10%.

3. Если д-р Эверард должен был испытать новое средство от ожогов легкой саблей, надеялись, что это снизит смертность с 55% до 45%.Он устанавливает pα на 0,05 и pβ на 0,99, но обнаруживает, что ему нужно много пациентов, поэтому, чтобы облегчить себе жизнь, он меняет мощность на 0,80.

   1. Сколько пациентов в каждой группе ему понадобилось с pα равным 0,05 и pβ до 0,80?

   2. Сколько пациентов ему нужно с большей (исходной) мощностью?

Ответы на викторину

1. См. Рамку.

2. (i) 2881 пациент; (ii) 81 пациент

3. (i) около 400 пациентов в каждой группе; (ii) около 900 пациентов в каждой группе

Благодарности

Мы хотели бы поблагодарить Fiona Lecky, почетного старшего преподавателя по неотложной медицине, Hope Hospital, Salford, за ее помощь в подготовке этой статьи.

ССЫЛКИ

1. Driscoll P , Wardrope J.Введение в статистику. Дж. Accid Emerg Med2000; 17: 205.

2. ↵

   Гор СМ , Альтман Д.Г. Насколько велика выборка. В: Статистика на практике . Лондон: Издательство BMJ, 2001: 6–8.

3. ↵

   Будерер Н.М. . Статистическая методология: I. Включение распространенности заболевания в расчет размера выборки для определения чувствительности и специфичности.