CLASSIFICAZIONE DEI GONIOMETRI
All’origine della moderna Topografia (’700/’800) i goniometri assumevano nomi
particolari in corrispondenza del tipo di angoli che erano in grado di misurare:
UNIVERSALI
misuravano
angoli sia
orizzontali sia
verticali
AZIMUTALI
misuravano solo
angoli orizzontali
ECCLIMETRI
misuravano solo
angoli verticali
2
CLASSIFICAZIONE DEI GONIOMETRI
I goniometri universali vennero poi denominati TEODOLITI.
TEODOLITI Tuttavia, in
Italia, si tese ad indicare con questo termine solo i goniometri di grande
precisione (errori: 1”, 5”, 10”), mentre quelli di modesta precisione vennero
chiamati TACHEOMETRI (errori: 60”).
Nell’evoluzione storica e tecnologica dei goniometri, si sono poi realizzati:
TEODOLITI OTTICO-MECCANICI con componenti esclusivamente ottiche e
meccaniche con cerchi visibili (fino a metà ’800);
TEODOLITI OTTICO-MECCANICI con componenti esclusivamente ottiche e
meccaniche con cerchi nascosti (fino agli anni ’80/’90);
TEODOLITI ELETTRONICI con componenti elettroniche oltre che ottiche e
meccaniche (dagli anni ’90 in poi).
3
PARTI E MOVIMENTI
DEI TEODOLITI
blocco
cannocchiale
adattamento
distanza
CERCHIO V.
COLLIMATORE
microscopio di
lettura (indice)
ALIDADA
livella
torica
LIVELLA
TORICA
CERCHIO O.
BASAMENTO
blocco
alidada
vite piccoli
movimenti
alidada
viti
calanti
4
TEODOLITI CLASSICI A CERCHI APERTI
(1820-1860)
5
I CERCHI METALLICI DEI TEODOLITI CLASSICI
CERCHIO ORIZZONTALE
MACCHINA
DIVIDERE
A
(eseguiva l’incisione
radiale per la creazione della graduazione dei cerchi)
CERCHIO VERTICALE
6
LE PARTI VISIBILI DEI TEODOLITI OTTICO-MECCANICI
A CERCHI NASCOSTI
13
5
Wild T2
6
3
11
8
3
10
12
12
4
2
5
1
9
14
2
1. basetta
13
2. viti calanti
3. montanti alidada
4. cerchio orizzontale
5. cerchio verticale
6. collimatore
3
7. microscopio
12
8. specchio convogl.
9. livella sferica
10. livella torica
11. vite di blocco
12. vite piccoli mov.
13. tabulatore (microm.) 2
1
14. piombino ottico
6
8
7
10
11
4
9
14
2
7
IL TRIPODE
Il tripode è costituito da tre gambe telescopiche, di legno o alluminio, disposte a
triangolo equilatero e incernierate in sommità a un piano metallico (triangolare o
circolare) a cui viene fissato il teodolite per mezzo di una grossa vite. Le gambe
allungabili consentono l’adattamento alle varie configurazioni del terreno.
8
LA BASETTA
La basetta realizza il collegamento del teodolite al tripode. È un dispositivo
provvisto di:
1. un piano di base inferiore che viene fissato al tripode con la grossa vite;
2. un piano basculante superiore a cui fissare il teodolite (oppure una mira);
3. tre viti calanti in grado di modificare l’assetto del piano basculante (dunque
di tutto il teodolite).
L
2
L
2
1
1
3
3
9
LA BASETTA
Sulla basetta, una levetta L di blocco/sblocco consente di staccare il teodolite
dalla stessa basetta senza perdere il centramento sul punto a terra e di
sostituirlo con la mira che si vuole collimare.
L
L
10
IL PIOMBINO OTTICO
Inserito nella basetta (1), ma talvolta si
trova nell’alidada (2), è presente un
piccolo cannocchiale ad asse spezzato
che, nei moderni teodoliti, sostituisce il
filo a piombo nelle operazioni di messa in
stazione.
2
1
11
L’ALIDADA
È costituita da due montanti verticali che reggono, su appositi cuscinetti, il
cannocchiale collimatore e il cerchio verticale a esso solidale. Essa ruota attorno a
un asse (asse principale)
principale trascinando, oltre al collimatore, il microscopio con gli
indici di lettura al cerchio orizzontale (che durante la misura rimane fermo).
12
IL COLLIMATORE
È costituito da un cannocchiale a lunghezza costante (o variabile, nei vecchi
teodoliti classici); il suo asse ottico definisce l’asse di collimazione del teodolite. I
cannocchiali che equipaggiano i teodoliti elettronici più moderni presentano
caratteristiche simili a quelle dei collimatori di teodoliti meno recenti.
13
LA LIVELLA SFERICA
I teodoliti sono forniti di una livella sferica che consente l’assetto verticale
approssimato dell’asse generale dello strumento. Essa è di solito fissata al
basamento, tuttavia alcuni strumenti la montano solidale all’alidada come la
livella torica.
14
LA LIVELLA TORICA
La livella torica è sempre solidale all’alidada, tanto che si parla di livella
dell’alidada.
dell’alidada Essa ha la funzione di rendere verticale (con precisioni limitate dalla
sua sensibilità) l’asse generale e orizzontale il piano contenente il cerchio
orizzontale.
15
L’INTERNO DEI TEODOLITI OTTICO-MECCANICI
A CERCHI NASCOSTI
2
3
2
5
4
6
1
1. cerchio
orizzontale
2. cerchio
verticale
3. collimatore
4. microscopio
5. specchio
convogliatore
6. livella torica
3
5
4
6
1
16
I CERCHI GRADUATI
I cerchi (orizzontale e verticale) sono
costituiti da una corona di vetro montata su
un collare metallico, sul cui lembo esterno
viene riportata, per fotoincisione, la
graduazione,
graduazione perlopiù centesimale destrorsa, con intervalli equivalenti a 1 grado.
L’illuminazione è realizzata per mezzo di
uno specchio che convoglia la luce
dall’esterno ai cerchi e poi al microscopio di
lettura per mezzo di una serie di prismi.
Il cerchio verticale è sempre solidale con
il cannocchiale e l’operatore non può mai
modificarne la posizione.
Il cerchio orizzontale è montato a
frizione attorno a un perno centrale, e
l’operatore può ruotarlo modificando la
posizione dell’origine della graduazione.
17
CERCHIO REITERATORE
Il cerchio orizzontale si dice reiteratore quando può essere ruotato
direttamente dall’operatore.
Egli si serve di dispositivi (viti)
viti per la manovra dei grandi e dei piccoli
movimenti, che agiscono direttamente sul cerchio. Naturalmente queste eventuali
manovre sul cerchio devono precedere la misura e mai essere realizzate durante la
stessa; durante le fasi di misura il cerchio deve essere fermo.
vite di manovra
sportellino di protezione
vite dei
piccoli movimenti
ghiera dei
grandi movimenti
18
CERCHIO RIPETITORE
Il cerchio orizzontale si dice ripetitore quando può essere ruotato solo
indirettamente.
indirettamente Ciò avviene fissando provvisoriamente il cerchio all’alidada,
quindi ruotando quest’ultima fino a raggiungere la posizione desiderata; infine si
stacca il cerchio dall’alidada che, dunque, torna solidale al basamento.
L’operatore ha a disposizione una levetta (di ripetizione) che dall’esterno
permette di effettuare questa rapida manovra.
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PERCORSI OTTICI DI LETTURA
I cerchi vengono letti per trasparenza a
mezzo di raggi luminosi convogliati all’interno
del teodolite da uno specchio orientabile.
orientabile
Questi “prelevano” le immagini dei cerchi e le
trasportano sul micrometro del microscopio,
dove avviene la lettura in corrispondenza
dell’indice di lettura.
20
I MICROMETRI A STIMA E A SCALA
Il reticolo del microscopio (micrometro)
micrometro è costituito da un indice di lettura e
da una piccola graduazione che consentono la lettura ai cerchi.
Le forme che può assumere questa piccola graduazione danno luogo a
differenti micrometri con differenti precisioni.
precisioni
I goniometri con modeste precisioni sono equipaggiati con micrometri a stima,
stima
quelli a media precisione (tacheometri) con micrometri a scala.
scala
MICROMETRO A STIMA
indice di lettura
MICROMETRO A SCALA
21
I MICROMETRI A VITE MICROMETRICA
I goniometri ottici con maggiori precisioni sono equipaggiati con micrometri a
vite micrometrica.
micrometrica
In questo caso il percorso ottico delle immagini dei cerchi viene intercettato da
una lamina a facce piane e parallele,
parallele che traslano l’immagine stessa di una
quantità proporzionale alla rotazione che l’operatore ha impresso alla lamina per
mezzo di una vite esterna (tabulatore).
tabulatore Il valore di tale spostamento viene
rilevato su una scala graduata opportunamente predisposta.
Tamburo esterno di una vecchia
vite micrometrica
22
I MICROMETRI A VITE MICROMETRICA
Scala graduata
di tabulazione
Tabulatore:
Tabulatore
imprime una
rotazione alla
lamina pian
parallela
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I PIONIERI DELLA TECNOLOGIA TOPOGRAFICA
Ignazio Porro
(Pinerolo 1801-1875)
Heinrich Wild
(Mitlödi GL 1877-1951)
Teorizzò la tecnica
di rilievo dei particolari nota con il
nome di celerimensura.
sura
Ideò numerosi
dispositivi ottici come
prismi e cannocchiali.
chiali
Dal 1856 si stabilì a Milano, dove insegnò
al Politecnico e dove nel 1863 fondò la ditta
Filotecnica Porro.
Porro
Nel 1871 venne affiancato dal suo allievo
Angelo Salmoiraghi con la nuova denominazione di Filotecnica Salmoiraghi,
Salmoiraghi che
esiste ancora oggi.
Primo lavoro allo Schweizerische
Landestopographie (1900-1907).
Inizia la sua carriera come inventore a
Carl Zeiss, Jena (1908-1919).
Fondatore della Wild Heerbrugg AG
(1921-1932), ora Leica Geosystems.
Geosystems
Direttore della Kern Aarau (19351951)
25
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI 1920-1940
WILD T4 (1930)
SERNO (USA)
RH190 (1920)
WILD T3 (1924)
WILD T0 (1940)
26
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI (1950-1960)
WILD T2 (1959)
KERN DKM2 (1957)
WILD T1-A
WILD T3 (1958)
(1951)
27
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI (1960-1970)
KERN K1-RA
(1964)
GEOTECH (USA)
(1968)
ZEISS Th2 (1965)
KERN DKM3 (1962)
28
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI (1970-1980)
WILD T16
(1977)
WILD T2 (1973)
KERN DKM2 (1970)
29
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI (1980-1985)
WILD T0
(1980)
(CO magnetico)
ZEISS Th2
(1984)
WILD T2 (1980)
WILD RDS
(autoriduttore)
(1982)
30
TEODOLITI A CERCHI NASCOSTI (1985-1990)
WILD T16
(1985)
TECNIX tb100
(1990)
TOPCON (1990)
NIKON NT1
(1986)
31