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. 19
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 23
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