Раздел геодезических приборов для нивелирования представляют около 50 нивелиров, основное назначение которых — обеспечить строгое горизонтальное положение визирной оси или плоскости.
Нивелир – геодезический высотомер для определения превышений горизонтальной линией визирования.
В 13 г. до н.э. римский архитектор Марк Витрувий упоминает о инструментах, основанных на одинаковом уровне жидкости в сообщающихся сосудах.
Водяные или гидростатические нивелиры применялись и до начала ХХ века.
В музее ГСИ имеется редкий водяной нивелир, представляющий собой латунную трубу со стеклянными колбами на концах. Визирование проводилось по уровням воды в сосудах.
|
Нивелир водяной. Франция,
Париж, CABASSOLON, конец ХIХ — нач. ХХ вв. (№535)
|
Более высокой точностью обладал гидростатический нивелир под названием «рейки Штрауса», цилиндры которого устанавливались на плоскость, а поплавки были градуированы и снабжены верньером, что позволяло измерять превышение точек до долей миллиметра. |
Нивелир водяной (рейки Штрауса)
Франция, Париж, H.Morin. Конец XIX века. (№ 604)
|
Принципиальные изменения инструмент претерпел с изобретением зрительной трубы и цилиндрического уровня.
Эволюцию приборов для нивелирования можно проследить на примерах уровня-ватерпаса (треугольник с отвесом), сменяемого алидадой с уровнем и диоптрами, и, наконец, собственно нивелиром. Если бы алидада с диоптрами в разделе инструментов для мензульной съемки была снабжена уровнем и устанавливалась на штатив, то она бы и являлась простым нивелиром начала 19 века.
В музее имеются два французских простых нивелира без трубы — по сути, уровни с диоптрами.
Один с горизонтально ориентированными диоптрами, и второй с функцией высотомера (вертикальной измерительной шкалой и поднимающейся пластиной с диоптрами).
|
Нивелир — уровень с диоптрами. Франция,
J.Lefebre, серед. ХIХ в. (№521)
|
Нивелир-высотомер — уровень с диоптрами.
Франция, D.Gaiffe a Nancy, серед. ХIХ в. (№531)
|
Нивелиры, у которых зрительная труба не перекладывалась и была глухо закреплена на основании, назывались «глухими». В музее есть ранний нивелир с втулкой для установки на баксу или штатив-треногу середины ХIХ века. |
Нивелир «глухой» с втулкой (для баксы или штатива).
Австрия-Германия (?) середина ХIХ в. (№ 514)
|
Некоторые производители продолжали выпускать нивелиры на баксе и в первой половине ХХ века. |
Нивелир на баксе. Швеция, Стокгольм, A.B.Lyth.
Начало ХХ в. (№ 628)
|
Нивелиры с перекладной трубой иллюстрируют стремление к повышению точности измерений не за счет оптических особенностей самого прибора, а за счет определенных приемов проведения измерений - в данном случае перекладывание трубы с дополнительным замером помогало устранять погрешность инструмента.
Из наиболее старых приборов – 2-й половины ХIХ и начала ХХ в — можно упомянуть оригинальный разборный (составной из 3 частей) нивелир с горизонтальным кругом, который не относим ни к «глухим», ни к нивелирам с перекладной трубой (не имеет ложементов, труба вращается по кругу),
|
Нивелир составной с накладным уровнем.
США (?), THEMAR, кон. ХIХ-нач. ХХ вв. (№536)
|
а также, «большие», солидных размеров нивелир Г.Герляха с уровнем, на опорной вилке трубы между ложементами (типа «ЭГО» — по имени изобретателя).
|
Нивелир с перекладной трубой системы ЭГО.
Россия, Варшава, Г.Герлях, 1910-е гг. (№190)
|
и нивелир с уровнем, скрепленным с трубой, и элевационным винтом для малого наклона коромысла в 1-2 градуса.
|
Нивелир с перекладной трубой и уровнем при трубе, с элевационным винтом. Россия, нач. ХХ в. (№109)
|
Отметим отличие американских приборов фирмы Кейфелль и Эссер,
|
Нивелир высокоточный с выдвижным объективом, уровнем при трубе. США, Нью-Йорк,
Keuffel & Esser Co. 1891-92 гг. (№498)
|
фирмы Гурлей,
|
Нивелир с выдвижным объективом, уровнем при трубе. США,
Нью-Йорк, W.&L.E.Gurley. Конец ХIХ в. (№479)
|
английских фирмы Ватт и сын (Негретти и Замбра)
|
Нивелир «глухой» с внутренней фокусировкой и элевационным винтом. Англия, Лондон, Watt & Son, 1930-40-е гг. (№154)
|
и японских фирм (Соккиша) от европейских: необычная для нас круглая подставка-основание, наворачивающееся на штатив, с 4-мя подъемными винтами, а также фокусировка путем выдвижения не окуляра, а объектива. Хотя, облегченные, упрощенной конструкции американские нивелиры и нивелир-теодолиты, часто снабженные горизонтальным лимбом или измерительным сектором, имели выдвижной окуляр - «по-европейски».
|
Нивелир-теодолит с выдвижным окуляром. США, Нью-Йорк,
Keuffel & Esser Co. нач. ХХ в. (№506)
|
Нивелир-теодолит – преимущественно использовался в качестве нивелира, но имел возможность выполнять и некоторые функции теодолита: в отличие от обычного нивелира имел дополнительную возможность перемещения зрительной трубы в вертикальной плоскости, часто с вертикальным измерительным лимбом или сектором (для измерения небольших вертикальных углов).
Нивелир-теодолиты выпускались в небольшом количестве и не были широко распространены. В некоторых нивелир-теодолитах возможность перемещения трубы в вертикальной плоскости достигалась посредством специальной съемной насадки или в конструкции которых предусмотрена возможность перекладывания трубы под прямым углом как у фирмы Кеффель и Эссер, выпускавшей не только нивелир-теодолиты с перемещаемой в вертикальной плоскости трубой (см.предыдущий), но и с перекладной трубой, что позволяло переводить прибор из положения «нивелир» в положение «теодолит» как на круглом основании с 4-мя подьемными винтах, так и на 4-х подъемных винтах.
|
Нивелир-теодолит с выдвижным объективом. США, Нью-Йорк,
Keuffel & Esser Co. нач. ХХ в. (№480)
|
А фирма Старрет выпускала две отдельных простых модификации:
нивелир на 3-х складных опорах с горизонтальным полулимбом
|
Нивелир с горизонтальным полулимбом на складных опорах.
США, L.S.Starrett Co. (№497)
|
и нивелир-теодолиты с вертикальным измерительным сектором.
|
Нивелир-теодолит с горизонтальным полулимбом
на складных опорах. США, L.S.Starrett Co. (№496)
|
Можно обратить внимание у нивелир-теодолитов с неперекладной трубой на различные способы фиксации трубы в горизонтальном положении: механической пластиной-защелкой, вворачиванием специального винта, а то и просто без фиксатора, но при помощи закрепительного винта.
|
Нивелир-теодолит с вертикальным полулимбом.
США, David White Co. 1930-е гг. (№407)
|
Подобная конструкция сохранилась у нивелир-теодолитов фирмы Sokkisha, выпускаемых в 1960-70-х годах с измеряемым углом наклона до 60 градусов.
|
Нивелир-теодолит с вертикальным полулимбом.
Тайвань, Sokkisha, 1960-70-е гг. (№547)
|
Для многих необычен нивелир Бутеншена — миниатюрный карманный вариант, позволяющий проводить грубую нивелировку с рук или специального штатива. Простота конструкции сделала прибор популярным в первой половине ХХ в., его выпускали многие фирмы, в музее же можно увидеть прибор фирмы самого Бутеншена.
|
Нивелир Бутеншена. Германия («Третий Рейх»),
Гамбург, Georg Butenschon. 1930-е гг. (№502)
|
Здесь присутствует и нивелир его конструкции, предназначенный только для работы с рук, - труба с уровнем, изображение которого посредством призмы выведено в поле зрения. Фокусировка осуществлялась простым выдвижением окуляра (без винта).
|
Нивелир Бутеншена. Англия. (№503)
|
Позднее компактные нивелиры почти тех же размеров, что и нивелиры Бутеншена, но на треноге выпускал чешский завод «Мелопта». |
Нивелир миниатюрный Чехословакия,
"Melopta" 1960-70-е гг. (№ 627)
|
Еще один нивелир оригинальной конструкции с компенсатором и откидной шкалой отражает стремление к «карманному» варианту.
|
Нивелир «карманный» с компенсатором и откидной шкалой.
Швеция, Стокгольм, Fr.J.Berg, 1930-е гг. (№561)
|
В музее о «карманном» нивелире системы Вагнера с выведением в поле зрения изображения пузырька уровня (шаги к «контактному уровню») и подобно нивелиру Бутеншена, удерживаемого в руках или устанавливаемого на шест-штатив, дает представление его усовершенствованный вариант, в котором удлиненная труба нивелира Вагнера приспособлена к перекладыванию на опорной вилке над баксой, устанавливаемой на штатив (в музее штатив в комплекте).
|
Нивелир усовершенствованной системы Вагнера с выведением в поле зрения изображения пузырька уровня, с элевационным винтом и лимбом, на баксе. Германия, Геттинген,
«F.Sartorius, A.Berker u. L.Tesdorpf», нач. ХХ в. (№ 570)
|
Внешний вид нивелира Вагнера.
|
На схеме можно видеть конструктивное приближение к «разрезанному» контактному уровню — достаточно зеркальце, передающее изображение уровня в окуляр сделать составным.
В музее представлены нивелиры больших размеров с перекладной трубой и с черным покрытием советских заводов 1930-х гг: «Геофизика» и завода Минтяжмаша в Тифлисе.
|
Нивелир с перекладной трубой. СССР, Москва, Геофизика. 1928-35 гг. (№46)
|
Нивелир с перекладной трубой. СССР, Москва, Геофизика. 1932 г. (№304)
|
Сравнение вышеуказанных нивелиров с более поздними приборами иллюстрирует сокращение длины трубы с выдвижным окуляром короткой трубой с внутренней фокусировкой посредством призм, смещаемых кремальерным винтом или кольцом.
Интересно сравнить довоенные «глухие» нивелиры с кремальерным винтом, откидным зеркальцем при уровне фирмы Гейде и внешне подобные, но все еще с перекладной трубой советские нивелиры 1950-х гг.
|
Нивелир «глухой» с кремальерным винтом, зеркалом при уровне. Германия, Дрезден,
Gustav Heyde. 1930-40-е гг. (№196)
|
Нивелир с перекладной трубой с кремальерным винтом, зеркалом при уровне.
СССР, Киев, 1954 г. (№205)
|
Нередко можно встретить послевоенные распространенные у нас «глухие» нивелиры завода Арсенал типа НГ, которые имеют специально прорезанное окошко над контактным уровнем. Видимо геодезисты стремились как улучшить освещение уровня, так и иметь дополнительную возможность контролировать положение пузырька при нарушении призменной оптической системы контактного уровня. Подобные прорезанные окошки можно наблюдать и в музее МИИГАиК (КМИ).
|
Нивелир «глухой» типа НГ с прорезанным окошком над контактным уровнем.
СССР, Киев, Арсенал, 1947 г. (№150)
|
У харьковского нивелира завода маркшейдерских инструментов (ЗМИ) очевидно проявлена конструкция контактного уровня с призмами (оптическая схема как бы выведена наружу), передающими изображение концов уровня в трубу и позволяющими совмещать концы визуально «разрезанного на две половины» уровня для точного горизонтирования.
|
Нивелир с внешне проявленной оптической схемой «контактного уровня».
СССР, Харьков, ЗМИ, 1941 г. (№47)
|
Рассматривая парк нивелиров, можно заметить, что распространенные в начале ХХ века нивелиры с перекладной трубой к середине века полностью вытеснились «глухими» нивелирами, как высокоточными зарубежными, например, фирмы Цейсс, имеющим большое — 45 мм отверстие объектива, увеличение 36 раз, контактный уровень и отечественными прецизионными нивелирами типа НА-1, так и точными и техническими нивелирами.
|
Нивелир высокоточный. Германия («Третий Рейх»),
Carl Zeiss, 1938-43-е гг. (№322)
|
Нивелир прецизионный типа НА-1. СССР, Киев, з-д Арсенал, 1949 г. (№39)
|
В музее есть оригинальный рудничный нивелир Гулье низкой точности в виде вертикального тубуса, внутри которого помещен маятниковый компенсатор. Видимо, это один из первых нивелиров с маятниковым компенсатором для приведения оси визирования в горизонтальное положение.
|
Нивелир Гулье для рудников с маятниковым компенсатором.
Франция, Париж, G.R.Pastourelli, нач. ХХ в. (№527)
|
Несколько нивелиров немецкой фирмы Макса Краузе дают представление о постепенной смене конструкции небольших «глухих» нивелиров средней точности: от нивелира с выдвижным окуляром, горизонтальным лимбом и круглой подставкой начала ХХ века. |
Нивелир «глухой» с лимбом, двумя подъемными винтами.
Германия, Лейпциг, Max Krause. Начало ХХ в. (№ 626)
|
А также аналогичной конструкции, но на треноге 1920-30-х гг. |
Нивелир «глухой» с лимбом, на треноге. Германия, Лейпциг, Max Krause 1920-30-е гг. (№ 624)
|
Нивелир, выпущенный в 1930-40-е гг. имеет внутреннюю фокусировку, снабжен откидным зеркальцем при уровне, горизонтальным лимбом. |
Нивелир с горизонтальным лимбом. Германия, Лейпциг, Max Krause 1930-40-е гг. (№ 612)
|
Распространились нивелиры небольших размеров, с внутренней фокусировкой и схожей конструкции: от цейсовских нивелиров периода «Третьего Рейха» с характерным белым эмалевым покрытием.
|
Нивелир «глухой» с горизонтальным лимбом.
Германия «Третий Рейх», Йена, "Carl Zeiss" 1935-43 гг. (№ 625)
|
И послевоенных Карла Цейсса, уже в составе ГДР. |
Нивелир типа NiD c зеркальцем над уровнем, горизонтальным лимбом.
ГДР, Йена, Carl Zeiss, 1946-50-е гг. (№153)
|
и Гильдебранда
|
Нивелир типа NiD c зеркальцем над уровнем, горизонтальным лимбом.
ГДР, Фрейберг, Hildebrand-Wichmann, 1946-50-е гг. (№195)
|
Затем зеркальце при уровне сменилось контактным уровнем, но внешне конструкция осталась похожей: у нивелиров Цейса
|
Нивелир Ni 030 с контактным уровнем, горизонтальным лимбом.
ГДР, Йена, Carl Zeiss, 1950-60-е гг. (№232)
|
и польских оптических заводов.
|
Нивелир Ni 42 с контактным уровнем, горизонтальным лимбом.
Польша, Варшава, PZO (Польские оптические з-ды), 1960-е гг. (№396)
|
Пример советского нивелира этого класса — широко распространенный у нас нивелир НВ-1, а затем нивелир технический с компенсатором типа НТ.
|
Нивелир НВ-1 с контактным уровнем, внутренней фокусировкой. СССР, Изюм, Приборостроительный з-д, 1962 г. (№52)
|
Нивелир НТ с компенсатором, контактным уровнем, внутренней фокусировкой.
СССР, Изюм, Приборостроительный з-д, 1972 г. (№272)
|
И нивелир с компенсатором с внутренней фокусировкой харьковского завода «Точприбор» 1987 г выпуска.
|
Нивелир с компенсатором, контактным уровнем, внутренней фокусировкой НЗК.
СССР, Харьков, Харьковский з-д точного приборостроения «Точприбор»,
1987 г. (№559)
|
Оригинальное устройство управления внутренней фокусировкой с помощью рычажка можно наблюдать у немецкого компактного нивелира с горизонтальным лимбом. |
Нивелир с горизонтальным лимбом.
ФРГ, Гамбург, Dennert & Pape Aristo Werke, 1970-80-е гг. (№ 610)
|
Интересна конструкция маркшейдерского нивелира с призменной изогнутой трубой, позволяющей ставить прибор непосредственно к стене горной выработки и вести наблюдения сбоку и сверху.
|
Нивелир маркшейдерский. СССР, серед. ХХ в. (№235)
|
В музее можно увидеть нивелиры необычной конструкции: нивелир разбивочный горный,
|
Нивелир разбивочный горный. СССР, 1950-60-е гг. (№226)
|
выпущенные ВНИМИ (Ленинград) нивелир-уклономер с двумя объективами
|
Нивелир-уклономер «Азимут» ТН9М.
СССР, Ленинград, ВНИМИ, 1974-76 гг. (№247)
|
и нивелир с компенсатором, ломаной трубой и горизонтальным лимбом,
|
Нивелир с компенсатором «Азимут» 2Н-10КЛ.
РФ, С-Петербург, ВНИМИ, 1995 г. (№105)
|
компактные оптические венгерские перископические нивелиры Ni-E,
|
Нивелир оптический с перископической трубой Ni-E1.
Венгрия, Будапешт, МОМ (Венгерские оптические з-ды), 1980-е гг. (№214)
|
сменившие выпускаемые ранее нивелиры с перископической трубой Ni-D1
|
Нивелир с перископической трубой Ni-D1.
Венгрия, Будапешт, МОМ (Венгерские оптические з-ды), 1960-70-е гг. (№49)
|
Здесь же единственный выпущенный изюмским заводом нивелир НИК-3 в пластиковом корпусе
|
Нивелир с компенсатором НИК-3. Украина, Изюм,
Приборостроительный з-д, 1994г. (№54)
|
и один из первых (зав.№ 011) лазерный радиоуправляемый нивелир
|
Нивелир лазерный радиоуправляемый «Горизонт 22».
СССР, 1980-90-е гг. (№201)
|
Имеется и лазерный нивелир УЛП-1
|
Нивелир лазерный УЛП-1. СССР, 1987г. (№324)
|
Тот же принцип построения лазерно-световой плоскости применен и в японском нивелире LP mini в пластиковом корпусе.
|
Нивелир лазерный плоскостной LP mini.
Япония, Sokkia Co, 1990-е гг. (№431)
|
Чтобы увидеть современные приборы японских фирм достаточно перейти в торговые залы ГСИ.
|
Барометрическое нивелирование.
В музее с нивелирами соседствуют барометры-высотомеры, знакомящие с особой областью «баронивелирования». Барометр-высотомер — прибор, измеряющий атмосферное давление, но снабженный дополнительной шкалой соответствия разности высот с разностью давления, что позволяет определять взаимные превышения точек замеров. При этом учитывались поправки за счет влияния географической широты, температуры, влажности (см. «Барометрическое нивелирование» Д.И.Менделеева, 1876 г.)
Наиболее старые барометры-высотомеры в музее - начала ХХ в. - петроградский и испанский барометры-высотомеры.
|
Барометр-высотомер. Россия, Петроград, мастерская
при Николаевской обсерватории, 1916-20 гг. (№173)
|
Барометр-высотомер карманный. Испания, Мадрид,
Hijos de Villashnte y Cia, нач. ХХ в. (№353)
|
А также более поздние барометры-высотомеры:
- советский
|
Барометр-высотомер. СССР, 1938 г. (№279)
|
- и английский середины ХХ в.
|
Барометр-высотомер. Англия, Лондон, Sport & Masen, серед. ХХ в. (№325)
|