Brunson 771 Operation And Field Adjustment Manual
  1. Manuals
  2. Brands
  3. Brunson Manuals
  4. Measuring Instruments
  5. 771
  6. Operation and field adjustment manual

Brunson 771 Operation And Field Adjustment Manual

Optical tooling transits
Hide thumbs
Table of Contents

Advertisement

Quick Links

Models 771, 75, & 76-RH
Optical Tooling Transits
Field Adjustment Manual
Operation and
Instrument
Company

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the 771 and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Related Manuals for Brunson 771

Summary of Contents for Brunson 771

  • Page 1 Models 771, 75, & 76-RH Optical Tooling Transits Operation and Field Adjustment Manual Instrument Company...
  • Page 2 Helping the World Measure Since 1927 www.brunson.us Kansas City, Missouri 8000 E. 23rd Street Kansas City, MO 64129 Tel: 816.483.3187 Fax: 816.241.1945 Copyright 2009-2011 Brunson Instrument Company...

  • Page 3: Table Of Contents

       Installing Lighting Accessories  12  Chapter 3:   Measuring Techniques  15     Bucking In  15     Autoreflection  17     Autocollimation  19     Collimation  23     Collineation  26  Thank you for     Reticle Projection  27  purchasing      Measuring With Micrometers  28  a Brunson Transit.    Chapter 4:   Field Calibration Checks  35  Remember that our  customer support does     Plate (“Bull’s Eye”) Vial  37  not stop after shipment of     Micrometer Checks  38  a product—we are here to     “Double Center” Check  40  help you with any  measurement challenges     Horizontal Axis Runout  41  that you may have.     Vertical Spindle Runout  42 ...

  • Page 5: Chapter 1:   Introduction

      a)  They have an extremely straight line of sight.  As you focus the  telescope from near to far, the line of sight travels in an extremely  straight line.  That is, picture putting an imaginary,  Note:  This manual applies to the  weightless, taut string down the center of the telescope,  following Brunson products:  stretching straight out a couple of hundred feet— the    string would always be in the center of the crosshairs as   771 and 771‐H Jig Transits  you focus from near to far and back again.   75 and 75‐H Optical Transit    Squares  b)  A transit’s three major axes are all mutually orthogonal   76‐RH, 76‐RH190, and 76‐ (all at right angles to each other).  There are two rota‐ RH190M Telescopic Transit  tional axes on your transit, and one axis which does not  Squares  rotate (see Figure 1.2).  The first rotational axis is the ver‐   tical axis.  The spindle and bearings which create the ver‐ At this time, the models 771, 771‐H,  tical axis are housed in the transit’s base.  The entire up‐ 75, and 75‐H are no longer pro‐ per portion of the transit (standards and telescope) rotate ...
  • Page 6 Figure 1.1  Orientation to Components  1.  Leveling screws (4)  10.  Vertical tangent clamp lock  2.  “Spider” base  11.  Coincidence level  3.  Plate vial  12.  Cross‐axis telescope lighting adapter  4.  Telescope (eyepiece end)  13.  Standards  5.  Cross‐axis telescope eyepiece  14.  Horizontal tangent clamp lock  6.  Focus knob  15.  Base plate  7.  Telescope (objective end)  16.  Horizontal tangent adjustment screw  8.  190‐x Optical Micrometer  17.  Plate  9.  Cross‐axis telescope objective lens  18.  Vertical tangent adjustment screw  19.  Shifting center  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 7 doesn’t necessarily mean that the lines would all intersect at the  same exact point in space.  However, on our transits, these lines do  intersect.  This is an important characteristic when accuracy is para‐ mount, particularly at shorter distances.  Of course, you can’t see  this intersection point – it is buried in the middle of the telescope.       These are the three distinct characteristics that our telescopes have  which allow them to make very precise measurements over rela‐ tively short working distances.  However, there is one more very  distinctive characteristic which separates Optical Tooling transits  from all others – the optical cross‐axis.  Our 76‐RH190 has an infin‐ ity‐focused telescope, complete with a second eyepiece and second  set of cross wires, housed in the cross axis.  This cross‐axis telescope  is used in a number of operations to set the main telescope perpen‐ dicular to another telescope or a mirror (which may be mounted on  a rotating shaft or other reference plane).        So what does a transit do?      A transit is a very flexible measuring tool.  It can establish vertical  or horizontal optical planes which are extremely flat.  It can estab‐ lish optical lines which are extremely straight, extending in any di‐ Figure 1.2  rection.  Once these planes and lines are estab‐ lished, you can use them as references from  which to measure other points of interest.  You  can determine whether machine components  are parallel, flat, level, square, or straight.  This  means you can evaluate the geometric rela‐ tionships related to the alignment of almost  any part, structural component, machine, tool,  surface, substrate, wall – or just about any‐ thing else.  A very few examples of this would  be:     Alignment of bearings and bearing  journals. ...

  • Page 8: The Three Different Transits

    One step “up” is the model 75 or  75‐H (on the left in Figure 1.3).   These transits have a cross axis  which is hollow and can be seen  through.  On one side of the cross‐ axis is a clear glass window, and  on the other side is a partially re‐ flective mirror.  The 75(‐H) does  everything that the 771(‐H) can  do, but can also be used in con‐ junction with another instrument  to produce a very accurate right  angle.    The most flexible transit (and the  only one currently produced) is  the model 76‐RH190.  The cross‐ axis of this transit contains a tele‐ The 75‐H transit   scope that is permanently focused at infinity and is equipped with  (above, left) has been dis‐ reticle lighting.  A right angle eyepiece is provided as standard  equipment on the cross‐axis telescope.  The 76‐RH190 may be used  continued but many are  still in use, and most of  to establish straight lines, horizontal or vertical planes, and create  the information con‐ accurate right angles with respect to other transits, alignment tele‐ tained in this manual  scopes, mirrors, or other physical targets.  When the cross wires of  still applies.  the transit’s cross‐axis telescope are set on those of a reference tele‐ scope or mirror, the main telescope of the transit will sweep a plane  at precise right angles to the cross‐axis reference line.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 9   The “‐H” in the various model numbers refers to a “Hollow” verti‐ cal axis.  Transits that have the ‐H designation allow you to look  straight down through a hollow vertical spindle and to see targets  or collimators which are directly below the base of the instrument.   Why do we use four “feet” (leveling screws) instead of three?      We are often asked this question, since most theodolites have three leveling  screws.  The reason is that when adjusting four leveling screws, the instrument  height is not affected.      When three leveling screws are used, two of  them must necessarily form a pivot axis, and  the third is used to raise or lower one side to tilt  the instrument.  It gives the effect shown at left.   The red dot indicates the relative instrument  height between two positions of the instrument  (tilted and not tilted).        However, when four leveling screws are used,  the instrument position (again, red dot), effec‐ tively, does not change.  This gives the effect  shown at right.  One side goes up by the same  amount as the other side goes down, and the  instrument pivots at its center, not on one side  or the other.    This is just another example of the way that we have crafted our instruments to  be more accurate at shorter ranges.  Over longer distances, minor changes in in‐ strument height are not important.  But when measuring very accurately over  shorter distances, avoiding changes in instrument height can become crucial. Operation and Adjustment Manual...
  • Page 10 Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 11: Chapter 2:   Getting Started With Your Transit

    Chapter 2  ‐  Getting Started with Your Transit      In this chapter, we will discuss    How to handle your transit  Focusing the eyepiece and   Removing it from the case  telescope    Using the shifting center  Finding Infinity  focus    Rough leveling  Pointing the telescope    Precise leveling  Installing lighting accesso‐  The Reticle   ries        Handle your transit with care      Note that these products are precision instruments and should al‐ ways be handled with care.     Do not force any of the screws.  A firm (but not tight) ten‐ sion gives the best results.  Keep your instrument clean and dry.  Protect it from the  weather if used outdoors.

  • Page 12: Removing From The Case

    Using the shifting center    A special centering mount, different than most of our instrument  adapters, may be employed to physically place the horizontal cen‐ ter of the transit in a known location.  The shifting center of the  transit extends above and below the base plate (visible between the  leveling screws and also from below as a 2” diameter ring centered  on the bottom of the base plate).  This shifting center (radius = 1 ±  0.0001”) fits into special mounts having an accurately bored inner  diameter.  If the transit is to be located on one of these mounting  rings, the leveling screws should be loosened slightly so the base  plate can move around in relation to the shifting center.  Re‐tighten  the leveling screws only after base plate is tightened on the mount.        Rough leveling      Once mounted on a stand or other stable instrument mount, the fol‐ lowing process will “rough‐level” the transit, meaning that the tran‐ sit will be brought roughly to plumb, and be within range of the  precision level vial mounted along the telescope axis.    To rough level, loosen any two adjacent leveling screws and turn  the four arm ʺspiderʺ base so that two diagonally opposed leveling  screws are in line with the principal sighting direction that will be  used.  Figure 2.2 illustrates this, with the spider base lined up  “square” with the telescope and cross axis.  Re‐tighten the leveling  screws.    A circular “bull’s eye” vial rests on the horizontal “plate” above the  base but below the telescope axis (Figure 2.3).  We call this the  “plate vial”.  Center this bubble in the following manner:  Put a  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 13: Precise Leveling

    Figure 2.2  Figure 2.3  thumb and forefinger on each of two diagonally opposed leveling  screws.  To move the bubble, turn the leveling screws at the same  time, and in opposite directions (thumbs moving together or  thumbs moving apart).  The bubble will move in the direction of  movement of your left thumb.  Move the bubble so that it is in the  middle of the plate vial, and at least in line with the inscribed circle  (it probably won’t be exactly centered).  Now move your hands to  the other set of leveling screws.  Using the same process, move the  bubble directly under the inscribed circle in the center of the plate  vial.  You may have to repeat this entire process a couple of times to  get the bubble centered.  Keep a light but firm tension on the screws  all the time.  Never put heavy tension on leveling screws.    Now rotate the transit 180° about its vertical spindle.  The bubble  should stay centered under the inscribed circle.  If it doesn’t, the  vial is out of adjustment (refer to Chapter 4 of this manual for the  calibration procedure to correct this).        Precise leveling      To precisely level (sometimes called “precision plumb”) the transit  using  the  coincidence  vial,  rotate  the  standards  of  the  transit  until  the telescope is in line with one pair of diagonally opposed leveling  screws.  Plunge (rotate) the telescope so that the coincidence vial is  on top of the telescope, and level the telescope by eye (Figure 2.4).   To ...
  • Page 14 Figure 2.5  screws which are located directly under the telescope.   Remove the other half of the error using the vertical tan‐ gent screw.  Remember that you can see the bubble by  looking into the side of the vial itself rather than into the  Note that the transit’s verti‐ turret window—this may help you determine which way  cal spindle may be brought  the bubble must move.  into plumb (exactly vertical)    even if the coincidence vial  3.  Now rotate the standards 90° so that the telescope is lo‐ itself is not calibrated prop‐ cated directly over the other pair of leveling screws.   erly with respect to the tele‐ Bring the bubble to center, using only the two leveling  scope barrel.  screws under the telescope.    4.  From this position, rotate the standards 180°.  Again, if  the bubble is off center, remove one‐half the error with  the vertical tangent screw, and the remaining one‐half  error with the two leveling screws which are located un‐ der the telescope.    5.  Repeat steps 2‐4, alternating over each pair of leveling  screws, until the bubble remains in coincidence in all four  “compass point” positions.      Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 15: The Reticle

      The Reticle (crosshairs)      The telescope of each Optical Tooling instrument contains a reticle –  or crosshair – which defines the center of the line of sight.  When  you look into a telescope, you see the reticle ʺsuperimposedʺ upon  the image of whatever you have the  telescope focused on.  The reticle is  split into four quadrants; two have a  Figure 2.6  single ʺwireʺ (filar), the other two have  a double ʺwireʺ (bi‐filar).  This con‐ The filar/bi‐filar reticle  figuration was originally adopted be‐ image as seen when  cause the human eye is extremely  looking into the tele‐ good at detecting tiny differences in  scope.  alignment between closely spaced ob‐ jects.  Therefore, this pattern makes it  much easier to visually align the reti‐ cle with other images (ex., optical tar‐ gets, scales, and reticle images re‐ flected from mirrors).    How to properly focus    Focusing  sounds  easy,  but  it’s  surprising  how  many  people  don’t  understand the effects of something called parallax.  Here’s how to  properly focus your instrument.  First, point the telescope at a sheet ...

  • Page 16: Pointing The Telescope

      Pointing the telescope      Release both the horizontal and vertical tangent clamp locks, and  move the instrument by hand.  Precise pointing is accomplished by  re‐locking both clamps when you get close to the target, and then  turning the tangent adjustment screws for precise placement of the  reticle.  Both  tangent adjustment screws are outfitted with wobble  pins which allow for smooth translation of the axes.  The final set‐ ting should be made by turning the tangent screw in a clockwise, or  pushing, direction.  This will eliminate any potential subsequent  movement due to friction of the spring‐loaded plungers which op‐ pose the tangent adjustment screws.      Installing lighting accessories    For certain procedures that we will discuss in this manual, (e.g., col‐ limation, autocollimation, and reticle projection) it is necessary to  illuminate the reticle of your transit from the inside.  A model 76‐x  transit has two reticles (one in the main telescope and one in the  cross‐axis telescope) which may need to be illuminated, depending  upon what you are doing.      Illuminating the cross‐axis telescope reticle.  Your transit comes  equipped with a light source for the cross‐axis telescope (model 76‐ Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 17 x only).  This LED light source fits into the receptacle (red  arrow in Figure 2.8).  The supply transformer works with  either 110V or 220V sources.  Installation or removal of the  light source is simple and quick.  Simply install the two‐ way adapter on the cross‐axis lighting receptacle, and push  the LED lamp housing in until it clicks into place.  The light  source has an in‐line switch for easy control of the light.      Remember that the focus of the cross‐axis telescope is per‐ manently fixed at infinity.  This telescope is meant to be  used as a collimator or autocollimator.  We will discuss this  more, later on in the manual.      Illuminating the main telescope reticle.  When you wish to  Figure 2.8  use the main telescope for collimation, autocollimation, or reticle  projection, you must install a model 196‐1 combination eyepiece  unit.  To do this, remove the short section of the main telescope bar‐ rel located just in front of the eyepiece (See Figure 2.9), and replace  it with the 196‐1 eyepiece adapter.  Note that the 196‐1 has a  knurled lock ring which allows you to tighten the adapter in any  given orientation on the telescope barrel.    Before installing this eyepiece  adapter on the telescope, make  sure the knurled lock ring (red  arrow in Figure 2.10) is secured  against the adapter.  It should be  “bottomed out” on the threads  rather than loose on the threads  or near the open end of the  adapter.   Then thread the  adapter into the main telescope  barrel as far as you can.  Next,  back off the adapter to the de‐ sired radial orientation (lamp  receiver pointing up or pointing  Figure 2.9  down) and lock it in place by  turning the knurled lock ring ...
  • Page 18 Later in this manual, we will  discuss some of the optical  tooling techniques which re‐ quire backlighting of the reti‐ cle using one of these adapt‐ ers.  Figure 2.10  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 19: Chapter 3:   Measuring Techniques

    Chapter 3  ‐  Measuring Techniques      There are many jobs that you can do with your transit, which may  be purchased with a 190‐type micrometer in a standard configura‐ tion.  You can evaluate a number of alignment‐related characteris‐ tics of machinery or other structures, such as straightness, plumb,  level, flatness, and others.  However, to perform certain Optical  Tooling procedures, other accessories are required.  We will men‐ tion some of these accessories as we discuss the related topics.    In this chapter we will discuss the following topics:      “Bucking in”  Collineation    Autoreflection  Reticle projection    Autocollimation  Measuring with micrometers   Collimation  This discussion is meant to make you aware of some of the Optical  Tooling procedures that you can use in alignment and measure‐ ment work.  This manual is not a good substitute for our training  classes, in which we offer hands‐on training of these and many  other Optical Tooling techniques.    We’ll explain what these terms mean, and how to accomplish them  using your transit.    “Bucking in”      In many alignment jobs, it is necessary to put the line of sight of  your transit directly on a line created by two known reference tar‐...
  • Page 20 4.  Set to far target.  Focus the telescope on the far  target and set the crosswires directly over that tar‐ get using the horizontal and/or vertical tangent  adjustment screws.  If the transit is between the  targets (as in Figure 3.2), simply assign one of the  targets to be the “far target”, and set on it.    5.  Set to near target.  Without moving the hori‐ zontal tangent screw or turning the standards of  the transit, turn the telescope downward and focus  on the second target.  Note that if the transit is lo‐ cated between the targets (as in Figure 3.2), you will  have to turn the telescope “through” the standards  to point in the opposite direction.  Regardless of  whether you are in a situation like Figure 3.1 or  Figure 3.2, this second target will invariably be off  to one side of the field of view unless you are in‐ credibly lucky.  For purposes of illustration, let’s  say that the observed lateral distance to the near  target is “L” (see Figure 3.1 or 3.2).  Now you must  move the transit laterally toward the near target  using the cross slide—but how much?  The  amount that you move the transit depends upon  the geometry of the setup.  The equation to calcu‐ late the proper amount of shift is:    Transit Lateral Shift = L  x  (D2/D1)    Figure 3.1  where    D1 = Distance between targets  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 21: Autoreflection

    D2 = Distance from far target to transit  L = Observed distance from line of sight to near tar‐ get    The amount of movement will depend upon  whether the transit is located between the targets or is  not located between the targets.  Let’s take a look at  these two cases.    Note that if the transit is NOT located between the tar‐ gets (Figure 3.1), you will shift the transit “past” the  image of the near target, because the ratio D2/D1  will always be larger than 1.  “L” is the observed dis‐ tance to the near target, and a shift of greater than  “L” will appear to move you to the other side of the  near target.  When you have made the required shift  using a cross slide, proceed to step 6.  Note: When the transit is in between the targets,  and just about equidistant from both, you can sim‐ ply pick one of the targets as the “far” target.  Then  use the rules as well as the definitions of D1 and D2  to calculate the shift required to buck the transit in  Figure 3.2  to both targets.  As long as you are consistent with  your arbitrary definitions of “near” and “far”, you  will be successful.  On the other hand, if the transit IS located between the tar‐ gets (Figure 3.2), you will not shift the transit even as far  as the near target, because the ratio D2/D1 will always be  less than 1.  Again, “L” is the observed offset distance  from the near target, and a shift of less than “L” will not  even move your line of sight as far as the near target.    When you have made the required shift, proceed to step  6.    6.  Now simply repeat steps 4 and 5 until the transit’s reticle  remains centered on each target as the telescope is rotated  from one target to the other, and no more adjustment is  required.  When this is accomplished, the transit is  “bucked in” to the line defined by those targets. ...
  • Page 22   Here are the basic steps for autoreflection:    1.  Define the “working” mirror.  We’ll assume that you  have a mirror situated at the end of a shaft or mounted in  a machine tool chuck, or in some other relevant location.    2.  Install proper autoreflection target.  Mount an autore‐ flection target (example shown in Figure 3.4) on the objec‐ tive end of the telescope.  We have two different basic  An autoreflection target is  types.  The type in Figure 3.4 is used for longer distances.   mounted on the objective  The other type has a smaller target printed on glass, is  end of a telescope to help  used for closer distances, and often requires internal  center a reflected line of  lighting of the transit.  sight on the telescope it‐   self.  Note that if you have  3.  Roughly position the transit.  Position the instrument  lots of experience and a  stand in front of the mirror by finding the reflection of  convenient setup,  using  your own eye in the mirror, and then putting the stand’s  an autoreflection target is  instrument mount on the line between your eye and the  not  mandatory.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 23: Autocollimation

    mirror.  Mount the transit to the stand.    4.  Point at the mirror.  Point and focus the telescope at the  A precision lateral slide  center of the mirror, then lock the horizontal and vertical  allows shifting the instru‐ axes with the tangent lock screws.  ment back and forth; a pre‐   cision lift allows moving  5.  Set on the “far” target.  Focus the telescope to view the  the instrument up and  autoreflection target (or the end of the telescope itself) in  down.  the mirror.  This is the “far target”.  Just as when “bucking  in” before, make angular adjustments as needed to align  the reticle with the far target.    6.  Set on the “near” target.  Now focus the telescope to  view the mirror itself.  This is the “near target”.  Make lat‐ eral (shifting) adjustments left and right, or up and down,  as needed to align the crosswires generally with the cen‐ ter of the mirror.  You can approximate this if the mirror  has no target printed on its surface.    7.  Alternately repeat steps 6 and 7 until no further adjust‐ ment is needed.      Autocollimation    Ultimate accuracy in angular control requires the use of autocollima‐ tion.  In autoreflection, the reticle of the telescope is aligned with the  reflected image of a target which is mounted on the objective end of  A reticle image which is re‐ the telescope itself.  But in autocollimation, the reticle is aligned  flected from a mirror is only ...
  • Page 24 Above: the reflected reticle    is seen off‐center.  After the  Follow these steps for autocollimation:  transit is adjusted, the re‐   flected image is brought  1.  Install transit illumination.  Install one of our lighting  directly into register with  accessories into the barrel of your telescope (described in  the transit’s actual reticle  Chapter 2).  Turn on the light source.  (below).    2.  Autoreflection.  Set your transit perpendicular to the  mirror using the technique of autoreflection (discussed in  the previous section).    3.  Focus at infinity.    Once you have autoreflected the tran‐ sit, you may be tempted to turn on the transit’s light  source and try to focus on the reticle image that is re‐ flected from the mirror.  You can try this, but you may  have trouble finding the image due to the fact that  autoreflection does not always set the transit perpendicu‐ lar to the mirror within the minimal range required for  autocollimation.  If you can’t find the reflected reticle im‐ age, focus the instrument at infinity using the procedure  discussed in Chapter 2.  Remember that at infinity, even  the tiniest angular difference can make very large shifts  in the apparent position of the reflected reticle.  This  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 25 “leverage” is what gives the technique of autocollimation  its capability for extreme accuracy, but it’s also what  makes the reflected reticle image (at infinity) more diffi‐ cult to find.      Once you have focused the telescope at infinity, proceed  to the next step.  But remember, don’t change the telescope  focus when performing the next step.    4.  Center transit on “far” target.  (Put reflected reti‐ cle image over actual reticle.)  See if you can lo‐ Remember that when focused  cate the reticle image that is reflected from the  at infinity, only the transit’s  “working” mirror.   Use the horizontal and verti‐ angular controls produce visi‐ cal tangent adjustment screws on the transit to  ble results.  Lateral shifts us‐ rotate the telescope slightly in the elevation (up  ing a cross‐slide or precision  and down) or azimuth (left and right) directions.   lift will not help you align to  Watch for the reflected image.  Performing the  the reflected reticle when fo‐ autoreflection procedure should have put you  cused at infinity.  right in the ballpark, but small adjustments may  still be needed to find the reflected reticle image.   Once you find it, we’ll define it as the far target.  Make an‐ gular adjustments as needed to align the reflected reticle  image directly over the transit’s internal reticle.    5.  Center transit on “near” target.  If you had to move sig‐ nificantly to find the reflected reticle image, or if you  found only a partial or poor quality reflected image, you  probably need to shift the transit laterally up/down or  right/left in order to center it more precisely on the work‐ ing mirror.  This type of problem often indicates that you  are looking at the edge of the mirror rather than a full‐on, ...
  • Page 26   2.  Make the main telescope square to the  vertical spindle.  We must bring the main  telescope axis “square” to the vertical spin‐ dle (See Figure 3.6).  This may be accom‐ plished by precise leveling the transit as  discussed in Chapter 2 (“Precise Leveling”).    Precise leveling (a.k.a. precision plumbing)  actually accomplishes two things at once.   First, the transit’s vertical spindle is  brought to plumb (i.e., straight up and  down; parallel to the gravity vector).  Sec‐ ond, the main telescope is brought to hori‐ zontal, which of course makes it square to  the vertical spindle (Figure 3.6).  This latter  part is what we care about—we want the  main telescope perpendicular to the vertical  spindle.  When this is true, the cross scope  and the main scope will “follow” each other  as the transit is rotated in the azimuth di‐ rection, about its vertical spindle.  That is,  the line of sight of both the main telescope  and the cross‐scope will be in the same  Figure 3.7  horizontal plane.  Therefore, if you turn the  main telescope to look at point “A”, and  then turn the transit 90°, the cross‐scope  will now point at the same point “A”.  Now  here’s the important part: this is true whether  or not the transit remains precisely plumb.  As  long as you don’t rotate the main telescope  up or down with respect to the standards,  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 27: Collimation

    both telescopes (main and cross‐axis) will rotate in the  same plane, even if the transit is tilted from a vertical ori‐ Even when the transit is  entation (Figure 3.7).  For example, if you now laid the  tilted, it is possible to main‐ entire transit over on its side, the main telescope and  tain a 90 °  relationship be‐ cross‐scope would still rotate in the same plane around  tween the main telescope’s  the central axis of the transit.  Once you have precision  line of sight and the tran‐ plumbed the transit, proceed to the next step.  sit’s vertical spindle (which    of course is no longer actu‐ 3.  Autocollimate the main telescope.  Follow the steps pre‐ ally vertical).  viously described to autocollimate the main telescope to  the mirror.  However, you must observe one important  difference when performing that process this time.  Dur‐ ing the autocollimation process, do not change the relation‐ ship of the telescope to the vertical spindle.  That is, leave the  vertical tangent adjustment screw alone—don’t use it to  tilt the telescope for proper autocollimation.  Instead, if  you need to tilt the main telescope, use the leveling  screws at the base of the transit and tilt the entire transit  instead.  Once you have achieved autocollimation in this  manner, proceed to the next step.    4.  Turn transit to autocollimate the cross scope.  It should  now be a simple matter to turn the transit 90° in order to  view the mirror with the cross scope.  Rotate the main  telescope’s focus knob all the way in the direction opposite   of infinity.  This keeps the main telescope’s focusing slide  from obstructing the view through the cross‐axis tele‐ scope.  Be sure the cross scope illumination is switched  “on”.  Carefully look into the cross scope eyepiece for the ...
  • Page 28 This is an extremely accurate way to transfer a reference line estab‐ cused at infinity, pointed  lished by a second transit or other instrument.  at each other, and whose  reticles are brought into  Remember that if the lines of sight are parallel, it doesn’t mean that  registration are said to be  they necessarily travel down the exact same line in space— if they  “collimated”.  did, they would also be defined as “collinear”.  Let’s take a closer look at this.  Think  about walking down a road on a  moonlit night.  As you walk, you pass a  lighted streetlight on the road.  As you  pass this streetlight, you cast a shadow.   Initially, the shadow is behind you, but  as you pass the streetlight, it moves  around in front of you.  The light rays  from the streetlight are not all paral‐ lel—they extend out from the source  (the lamp in the streetlight) in all direc‐ tions.  As you walk, you “pass  through” light rays which are going in  different compass directions, and your  shadow moves around accordingly  (Figure 3.9).  Now, after you are further down the road away from the streetlight,  you notice that you are casting a shadow by the moonlight, off to  your left‐hand side.  However, it doesnʹt move around you like the  shadow from the streetlight did.   The shadow cast by the  moonlight always appears to be in the same place with respect to  your position, regardless of how far you walk down the road.  This  is because the moon is so far away, light rays that reach the Earth  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 29 from the moon are effectively parallel.  Additionally, when you look straight at the moon, your  line of sight is “collimated” or parallel to the moon‐ beams.  You can walk back and forth however far you  want (make lateral shifts), but you will not need to rotate  your head back and forth to keep your eyes aligned to  the moon—the moon appears to move right along with  you.  Using this thought experiment, you might begin to see  how collimated instruments, whose lines of sight are  parallel, are not necessarily on the same exact line in  space.  One instrument can move back and forth later‐ ally, with the image from the other instrument  Figure 3.9  (analogous to the moon) still appearing to be in the same  A streetlight from above:  relative position.  It’s important to remember this characteristic of  shadows (gray arrows) cast  collimation so that you don’t fool yourself into thinking that colli‐ by an object near a light  mated instruments actually share the same physical line of sight.  source are parallel to the  light rays which travel  The bottom line is: collimated, but not necessarily collinear, lines of  from that light source to  sight are exactly parallel, like the rails on a section of train track;  the object.  parallel but not occupying the same physical space.  This collimation  procedure is very useful for transferring reference lines from one  instrument to another.  Let’s discuss how to collimate two instruments.  In collimation, one  instrument remains stationary, and is focused at infinity.  This is  designated as the reference instrument, because it represents some  reference line that is of importance (e.g., a shaft or bore centerline,  etc).  Then, collimation occurs when the optical axis of a second  (“working”) instrument is brought into parallel alignment with the  reference instrument.    To collimate the “working” instrument to the reference instrument,  perform the steps below.  Again, this is a buck‐in process.   ...

  • Page 30: Collineation

    However, if you were to focus both telescopes on a target plane  (such as a piece of paper) held up about halfway between the in‐ struments, the reticles would no longer be superimposed unless  you were incredibly lucky.  As we’ve said, when two telescopes are  “collimated”, the lines of sight are parallel but not necessarily su‐ Above: When two telescopes  perimposed upon each other.  But there is a procedure that you can  are collinear, their lines of  use to superimpose the reticles at this near target plane while the in‐ sight are not only parallel  but also exist in exactly the  same line in space.  Note: Illuminating both your transit and the reference  instrument is very helpful but is not absolutely neces‐ sary for collineation.  You can hold up a white sheet of  paper behind the eyepiece of an instrument, and light it  with a flashlight, in order to backlight the reticle in that  instrument.  Of course, this usually requires the assis‐ In the collineation process,  tance of a second person.  you can align your transit  to the vertical wire of the  reference instrument’s reti‐ struments are still collimated at infinity.  After performing this pro‐ cle, or the horizontal wire,  cedure, the lines of sight actually become collinear.  Theyʹre not just  or both—depending upon  parallel any more ‐ they actually exist along the exact same line in  whether you want to trans‐ space.  fer a specific vertical or  horizontal plane, or both.  Why is collineation useful?  Most of the time, the transfer of a refer‐ Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 31: Reticle Projection

    ence line requires only collimation.  But sometimes, if you are try‐ ing to transfer a specific horizontal elevation or a vertical plane  from one side of an object to another, the technique of collineation  can provide the answer.  As with most of the other techniques discussed, the collineation  procedure is simply a buck‐in.  To understand the definitions of the  near and far targets in this instance, let’s take a look at the proce‐ dure.  1.  Collimate.  As the first step, collimate your transit to the  reference instrument.    2.  Bring focal points to a middle distance.  Temporarily  As always, when focused  insert a piece of paper or other very thin material (it helps  to have a white non‐reflective surface) about midway be‐ on the far target, only the  transit’s angular controls  tween the two instruments and focus both telescopes on  this surface.  produce visible results.  For  setting to the near target,    make  lateral shifts using a  3.  Center your transit on the “near” target.  Remove the pa‐ cross‐slide or precision lift.  per and look through the working instrument—you  should be able to see the reticle image of the reference in‐ strument.  Focus precisely on this image.  We’ll define  this as the near target.  Make lateral adjustments using  your cross slide or precision lift as needed to bring the  reticle of your transit into alignment with the reference  instrument’s reticle.    4.  Return reference instrument focus to infinity.  Focus the  reference instrument back out to infinity with a mirror.    5. ...

  • Page 32: Measuring With Micrometers

        So far we have discussed a number of techniques which allow you  to set your telescope to reference lines established by target points,  other telescopes, or mirrors.  Once those reference lines and planes  are established, measurements of physical objects  Figure 3.11  relative to those reference lines may be made using  optical micrometers.  Optical micrometers are designed to offset the line of  sight by amounts which may be read on a graduated  drum.  In a sense, they “pick up the line of sight and  set it over” using a very flat block of glass which is  manually rotated.  This technique shifts the line of  sight laterally rather than changing the angle at which  it “enters” the telescope.  The amount of the lateral  shift is then read on the micrometer itself.   Since the  shifted line of sight remains parallel to the original  line, the measured offset deviation is the same for all dis‐ tances.  (There is one exception to this rule— micrometers do not function at infinity focus.  At in‐ finity focus, when light rays are parallel, lateral devia‐ tions produced by a micrometer are not visible.)  The graduated drum on  Let’s take a look at what you see when you look through a tele‐ an optical micrometer  scope, and measure with a micrometer.  Say that you have pointed  reads the lateral shift of  the telescope directly at a target so that you see the image in Figure  a line of sight.  3.12.  Say also that the micrometer on the telescope is set to zero.   Now, for some reason, the target moves to the right.  You see the  image shown in Figure 3.13.  To measure the distance that the target  moved, you can turn the micrometer drum and shift the reticle back  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 33 Figure 3.12 Figure 3.13 over the center of the target, and the image will once again look like  Figure 3.12.  You can then read the graduated drum on the mi‐ crometer to see how far you moved the line of sight.  Let’s say that  the drum now reads 0.080” instead of zero.  This of course means  that the target moved 0.080” to the right and that you have offset  the line of sight laterally to the right by 0.080” to compensate for the  target movement.  Never put the micrometer  on the telescope without  You can also see from this illustration that if you had established a  securing it using the  reference line with the transit, based for example on important ma‐ knurled thumbscrew.   chine parameters or centerlines, and then observed a target that was  More than once we have  supposed to be in line with these important machine features, you  repaired micrometers that  could use the micrometer to measure that target’s distance away  have flown off the end of  from the reference line.  telescope barrels!  Your 76‐RH190 comes equipped with an optical micrometer which  reads in English or metric units.  Various micrometers are avail‐ able—some have a smaller range, some a bigger range, and some  read in two directions (horizontal and vertical) at the same time.  The micrometer is easily mounted on your telescope.   There is a small knurled locking thumbscrew on the mi‐ crometer which may be loosened or tightened by hand.    CAUTION:  When the micrometer  The telescope barrel has a pin which fits into one of four  drum is on the left or right side of  détente positions on the micrometer.  Carefully put the  the telescope, or if you are using a  micrometer over the objective end of your telescope (it’s a  dual axis micrometer, the telescope  close fit) and seat it against the stop edge, with the pin on  will not rotate through the stan‐...
  • Page 34 If you wish to measure vertically (horizontal wire appears to move  up and down) then mount the top of the drum facing to the right or  left.  Once the micrometer is located in the desired position,  tighten the knurled locking knob to secure it.  Be firm but  don’t use excessive force.  Next, let’s consider how to measure distances that are lar‐ ger than the micrometer’s short range.  This is accom‐ plished using optical tooling scales and Invar scale extension  rods, which effectively extend the range of the optical mi‐ crometer by several feet or meters if necessary.    Let’s look at how to take a reading from an optical tooling  scale.  An optical tooling scale is like a very precise ruler  which is optimized for viewing through a telescope.  The  micrometer acts as a vernier for the scale, providing an ex‐ act measurement.  In this example, machine components are evaluated for par‐ allelism to a known reference line (see Figure 3.14, a view  from above).  The transit is first brought into alignment  with the reference line (whether established by targets, a  mirror, a collimator, etc.)  At this point it is extremely impor‐ tant that the micrometer’s graduated drum be set to zero.  Then,  optical tooling scales are held horizontally against machine  components which are supposed to be parallel with the ref‐ erence line.  The scales may be leveled using scale levels to ensure that  Figure 3.14  they are horizontal.  In this example, we will take a reading    on the far scale.  Let’s say that when you focus on the far  scale, you see the image in Figure 3.15.  The reticle overlays  Figure 3.15  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 35 the scale image at some random point, but you can  read that it is somewhere between 7.8” and 8.0”.  Before we proceed, let’s take a closer look at the  optical tooling scales.  They have a repeating pat‐ tern of lines and gaps.  The gaps are actually the  targets that are of importance.  The scale is made to  be read by placing the vertical (or horizontal) reti‐ cle wire precisely in the target gap between two  adjacent lines.  In Figure 3.16, the four red boxes  point out four rows of repeating lines.  The lines  are of different heights but the targeting gaps—the  gaps between any pair of adjacent target lines—are al‐ ways 0.1” (or 2 mm) apart.  That is, any two adjacent  are 0.1” (or 2 mm) apart, center‐to‐center.  The four  differently sized patterns simply allow the scale to  be used at different distances.  The large row at the  Figure 3.16  top is used for further distances from the transit, and the smallest  row is used when the scale is close to the transit.  We are using an English scale in our example, so the distance from  one target gap to the next, between any two adjacent lines, is ex‐ actly 0.1”.  In Figure 3.17, both of the red lines pass through four  target gaps in the four target rows, and the two red lines are exactly  0.1” apart.  The red line on the left passes through all of the 7.3” tar‐ get gaps, and the one on the right passes through the 7.4” target  gaps.  Figure 3.17  The target gaps are further outlined for clarity in Figure 3.18.  In figure 3.19, the blue square highlights a row of sevens.  These fig‐ ures indicate which inch increment you are viewing and are only  necessary when the transit is so close that you can’t see the larger  inch increment numbers.  Operation and Adjustment Manual...
  • Page 36 Now let’s get back to our example.  When  we looked at the far scale when measuring  the machine in Figure 3.14, we saw the im‐ age in Figure 3.15.  Since we have learned  a little more about scales, we can tell that  the vertical reticle wire is between the 7.8”  and 7.9” target gaps.  Now we’ll use the  optical micrometer as a vernier to get the  exact scale reading.  We turn the gradu‐ ated drum on the micrometer so that the  reticle moves to the left, and we place the  vertical wire exactly on the 7.8” target gap  (Figure 3.20).  Then we read the graduated  drum, and it indicates that we have moved  0.085”.  Since the unaltered line of sight  (with the micrometer set at 0.0) was more  than 7.8 but less than 7.9, we know that the  final reading is:  7.8” + 0.085” = 7.885”  Figure 3.18  So the distance of the machine component  from the reference line of sight was 7.885”.  Now let’s say that we take a reading from the near scale in the same  manner, and we get a figure of 9.734”.  We then know that the ma‐ chine is out of parallel with the reference line by:  9.734” ‐ 7.885” = 1.849”  over the distance between the two scales.      Figure 3.19    Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 37 Figure 3.20  Here’s a helpful tip to increase measurement accuracy:  Good measurement  practice tells us always to come to our measurement from the same direction.    This minimizes or eliminates backlash from the micrometer reading.  So, it is  useful to adopt a discipline of always coming to a measurement by moving  the micrometer drum in, say, a clockwise direction.  This includes initially set‐ ting the micrometer to zero by moving the drum in the same direction. If the  final reading is counterclockwise from the current micrometer position, back  the drum beyond the desired location and move it once again in the clockwise  direction back to the reading point.  We’ve now introduced a number of optical tooling techniques that  can be used to measure and align any number of machines, compo‐ nents, or assemblies:   Bucking in   Autoreflection   Autocollimation   Collimation   Collineation   Reticle Projection   Measuring with micrometers    These are all the building blocks you need to perform a wide vari‐ ety of measurements and alignments in the field—the applications  are limited only by your imagination.  Operation and Adjustment Manual...
  • Page 38 The great thing about Optical Tooling is that there are a  number of checks that you can do in the field to make certain  that your instrument is functioning properly.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 39: Chapter 4:   Field Calibration Checks

    Chapter 4  ‐  Field Calibration Checks      Your transit is capable of establishing extremely accurate geometric  relationships between various points, lines, and planes.  In order to  do so, a number of parameters on the transit must be periodically  maintained and adjusted.  The newer a transit is, the more often  that calibration and adjustment is required.  As your transit ages,  and the stresses of manufacture and initial calibration slowly work  themselves out, it will become more stable.  Also playing a very  large role are your patterns of usage and the environment(s) in  which your transit is stored or used.  So initially, you may wish to  test your transit more frequently so that you can determine how it  is responding to your particular situation.    We recommend that you  You can perform the field calibration checks (and some of the ad‐ have your transit fully  justments) yourself if you have the desire and a few required items.   cleaned and calibrated at  These are checks and adjustments that you can do in the field with‐ least once a year.  out any specialized calibration equipment.  They are a subset of the  checks which constitute a full calibration procedure. It isn’t a bad  idea to test out your instrument using these field checks after ship‐ ment to a job site.    For each test outlined in this chapter, we will describe five things:    1.  The intended result—we will describe what you are try‐ ing to accomplish.    2.  The achievable tolerance.    3.  The “affected parameters”.  Some of the adjustments that  must be made may affect other adjustments (this phe‐ nomenon is also called “cross‐coupling”).  Therefore, af‐ ter accomplishing a particular adjustment, you must go ...
  • Page 40   We also describe a “double center” check, which is our nickname  for a special check that can be easily and quickly performed.  If the  NOTE:  This manual  transit passes this test, you can skip the horizontal centering, hori‐ generally pertains to  zontal collimation, plumb line, and micrometer centering checks.  the 771, 75, and 76‐   RH190 transits.  This  Remember that we offer classes detailing the operation and calibra‐ chapter, however, fo‐ tion of our Optical Tooling instruments.  Like anything else that is a  cuses on field checks  new experience, handling of these precision measurement instru‐ for the 76‐RH190.   ments becomes much faster and easier with a little practice.  While most of the  field checks described  herein also apply to  the 75 and 771, we  don’t focus on those  instruments specifi‐ DON’T SWEAT THE DETAILS IF IT’S NOT NECESSARY:   cally.    We describe a number of field checks in this chapter which allow you  to determine whether your transit is in top operating calibration.   But good judgment can be a time saver—if you don’t need the ulti‐ mate in accuracy for a particular job, you can edit or ignore these  field checks accordingly.  We present them here to give you a com‐ plete picture of instrument field calibration.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 41: Plate ("Bull's Eye") Vial

    Plate (“bull’s eye”) Vial    Mount the transit firmly on any stand having a 3½” ‐  8 external thread.  Loosen the horizontal tangent  Description:  Establish whether the  screw lock.  plate vial indicates a line which is    parallel to the vertical spindle.  1.  View the plate vial from above and bring its bub‐   ble to the center using both opposing pairs of instru‐ Tolerance: Bubble stays within the  ment leveling screws.  This is identical to the rough  inscribed black circle.  leveling process described in Chapter 2.      Affected parameters:  None  2.  Now, rotate the standards 180° so that the tele‐   scope is pointing in the opposite direction.  Check to  Required equipment:  Instrument  see whether the bubble is still in the center of the  stand, small screwdriver  plate vial.  If so, the plate vial is in adjustment.  If the  bubble does not remain centered when the instru‐ ment is rotated to this second position, remove one  half of the bubble error using the leveling screws (move it toward  the inscribed circle, but only by halfway).      3.  Secure the horizontal tangent clamp lock to keep the standards  from moving.  Remove the other half of the bubble error using the  three small screws located around the perimeter of the base of the  plate vial.  Under the vial is a thin spring which allows the  Figure 4.1  vial to tilt, so tightening any given screw will move the  bubble away from that screw, and likewise, loosening any  given screw will move the bubble toward that screw.   When you’re finished adjusting the bubble with these small  screws, it should be precisely centered under the inscribed ...

  • Page 42: Micrometer Checks

    3.   Tighten the horizontal and vertical tangent locks  on the transit.  Using the tangent adjustment screws,  center the reticle precisely at some arbitrary target point along the  scale (e.g., the three inch mark).    4.  Now rotate the micrometer drum to the red‐number side by at  least 0.020” or 0.030”, and again look through the telescope.  Use  the micrometer drum to set back on the chosen target.  Don’t over‐ shoot this mark, it is important to set back on the same target posi‐ tion from the red‐number side.  Make note of the micrometer read‐ ing.  If this reading is more than 0.0005” away from zero, the mi‐ crometer has an unacceptable backlash error and should be re‐ turned to the factory for repair.  If it is within tolerance, proceed to  the next micrometer check.    Figure 4.2    Next, check for centering error:    1.  First, let’s discuss how to install the mi‐ crometer to make this check as easy as possi‐ ble.  Slide the micrometer on to the transit’s  objective end, but don’t push the micrometer all  the way on.  (See Figure 4.2)  Gently tighten the  knurled thumbscrew, but leave it loose  enough that the micrometer body may be ro‐ tated around the telescope barrel to different  clocking positions.  Finally, align the top dé‐ tente position in the micrometer body with  the pin in the telescope (Figure 4.2), but again,  don’t actually seat the micrometer into its nor‐ mal position.  Make sure that the micrometer  dial is set exactly on “0”.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 43   2.  Point the telescope at an arbitrarily placed scale, held at a finite  distance (we recommend about 4 feet away).  Place the scale in a  horizontal orientation and choose some arbitrary target point, e.g.,  For information on the cali‐ the three inch target.  Tighten the horizontal and vertical tangent  bration of the 190 type mi‐ locks, and use the tangent screws to set precisely on the target.  crometers, please refer to    the manual for your spe‐ 3.  Without disturbing the micrometer drum, gently rotate the mi‐ cific  product.  crometer body on the telescope barrel 180°.  Now the détente posi‐ tion on the bottom of the micrometer should be aligned with the  pin on the telescope barrel, although again not seated.    4.  Now look through the telescope to see if the reticle is still cen‐ tered on the chosen scale target.  If it has moved, rotate the mi‐ crometer drum so that the target comes back into register directly in  the center of the reticle as it was before.    5.  Read the micrometer dial.  If it has deviated from zero in either  direction by more than 0.001”, the micrometer is out of adjustment  and will introduce error into the field checks described in this chap‐ ter.  Please refer to the micrometer manual for information regard‐ ing how to make the appropriate adjustments.  On the other hand,  if the micrometer is within the acceptable ±0.001” band (indicating  an actual error of half the reading), then you may proceed.      To check for range adjustment:  The range adjustment field    check described here is only  1.  Install and seat the micrometer on the telescope barrel.  Set the  valid for micrometers hav‐ micrometer drum to zero.  ing a range of ±0.100” or    ±2.5mm. ...

  • Page 44: Double Center" Check

      crometer, instrument stand, and two  The second scale is placed very near the transit, on  scales.  the floor.  The idea is that we want both horizontal  separate and vertical separation between the two  scales.  Also note that the transit need not be preci‐ sion plumbed to perform this test.  Once the transit is secured to a  stand and the scales are placed, perform these steps:    1.  Make sure the micrometer is set to zero.  Focus on the far scale.   Using the horizontal tangent adjustment screw, set on some arbi‐ trary scale target position (e.g., the five inch paired line target).   Make certain that the horizontal tangent clamp is secured.    2.  Swing the telescope down to the near scale and take a reading on  the scale.    3.  Reverse and plunge the transit (rotate the standards by 180°, and  also rotate the telescope by 180°).  The telescope should be pointing  in the same direction as it was before the reverse and plunge, but  will now be upside down relative to its previous position.    4.  Focus again on the far scale.  Be sure to re‐zero the micrometer,  and set on the original scale position that was established in step 1  above.    5.  Swing the telescope down again to the near scale, and take a  reading on the scale.    If the reading on the near scale taken in step 5 differs from the read‐ ing taken in step 2 by 0.002” or less, you may skip the Horizontal  Centering, Horizontal Collimation, Plumb line, and micrometer  centering field checks.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 45: Horizontal Axis Runout

    Horizontal Axis Runout    This is a quick and easy check to help determine  whether there has been any major damage to the hori‐ Description:  Initial indication of  zontal axis bearings such as ball or race denting.  whether the telescope rotates accu‐   rately about the horizontal axis.  1.  Mount the transit on a stand.  Install the microme‐   ter to read horizontal deviations (i.e., position the mi‐ Tolerance:  ±1 arcsecond (0.001” in  crometer drum on the top or bottom of the telescope  this test procedure.  rather than on the side).  Hold a scale horizontally us‐   ing a magnet or other convenient mount, about 17 feet  Affected parameters:  All adjust‐ away, and approximately on a level sight line from the  ments.  telescope.      Required equipment:  Optical mi‐ 2.  Rotate the telescope about its horizontal axis  crometer, instrument stand, and a  roughly 5 times in the same direction.  This ensures  scale placed 17 feet away in horizon‐ the individual balls in the horizontal axis bearings  tal orientation.  have all made at least one complete revolution.    3.  Make sure that the horizontal tangent clamp is secured.  Using  the horizontal tangent screw, achieve accurate register between the  transit’s vertical reticle wire and some arbitrary position on the  scale.  Note the position of the transit’s horizontal reticle wire so  that you can return to the same elevation position, but keep the ver‐ tical tangent clamp loose.    4.  Gently rotate the telescope around its horizontal axis once in the ...

  • Page 46: Vertical Spindle Runout

    At this distance, 0.02 mm  azimuth position.  Keep the horizontal tangent clamp loose.  yields 1 arcsecond.  5.  Gently rotate the transit about its vertical axis in the same direc‐ tion as it was rotated before, and  re‐point back at the scale target to  observe any error.  If you overshoot the target, go around again.  Be  sure to reposition the vertical reticle line at its original position.   Use the micrometer to read any error.  Repeat this process 4 or 5  times, rotating the transit in the same di‐ rection each time, and reading any error  NOTE:  As with the horizontal bearing runout  after each revolution.  test, it must be said that this test may indicate a    spindle runout problem, but does not necessarily  If an error greater than 0.002” is observed,  prove that the instrument has a good vertical  rerun the test to ensure that the observed  bearing.  Vertical spindle runout is somewhat  error is actually bearing runout and not  sneaky, and may show up in an inability to per‐ movement of the entire instrument.  If it  form other calibrations, such as the plumb line  is determined that the error is bearing  check.  One of the places that vertical spindle  runout, the transit should be returned to  runout is most likely to show up is in the precision  the manufacturer for repair.  plumbing process (see Chapter 2).  If the transit    may be made precisely level in several azimuth ori‐   entations spanning 270°, but other positions are  not level, the vertical spindle may be suspect.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 47: Horizontal Centering

      Horizontal Centering      Horizontal centering is also called “side‐to‐side” cen‐ tering.  For this test, place a mirror on a stable vertical  Description:  Determine if the line of  surface such as a wall, column, or machine.  Our  sight intersects the vertical axis (or  magnetic mirrors are very useful for this type of ap‐ whether it passes to the right or left  plication.  Next, mount a scale horizontally under the  of the vertical axis).  mirror (Figure 4.3).  The mirror will provide an infin‐   ity target, and the scale will provide a “near” target.   Tolerance:  ±0.001 inch.  You can also use a mirror which has a target im‐   printed on the face, such as our model 6250, rather  Affected parameters:  None.  than the mirror‐and‐scale combination described    here.    Required equipment:    Instrument  The transit must be equipped with a lighted eyepiece  stand with precision lift and lateral  and a light source for this test.  Follow these steps:  slide, lighted eyepiece adapter and    light source, optical micrometer,  1.  Situate the transit approximately five feet from the  mirror and scale.  mirror, and make sure the mirror is nominally on a  level sight line from the telescope.      2.  Install the micrometer so that the drum is facing up or down,  and set the micrometer to zero.     3.  Autocollimate the main telescope’s vertical ...

  • Page 48: Horizontal Collimation

    For this test, we want to set up two scales on opposite  Tolerance:  ±1 arcsecond.  sides of the transit (Figure 4.4).  Each of the scales    should be 17 feet from the transit.  The scales should  Affected parameters:  Reticle orienta‐ nominally be on a level sight line from the telescope.   tion.  These scales will allow us to compare the line of sight    established in the “forward” position of the transit  Required equipment:    with a line of sight which is established in the  Optical micrometer, instrument  “reverse” position.  We will be verifying that no an‐ stand and two scales.  gular error exists between the lines of sight in these  two positions.    1.  Rough level the transit.      2.  Point the telescope toward one of the scales, and align the verti‐ cal reticle wire with some arbitrary position on the scale (e.g., the  five inch target position).  Make sure the horizontal tangent clamp  is locked.    3.  Plunge the transitʹs telescope 180° to sight at the other scale.  Do  not turn the entire transit— turn only the telescope around its hori‐ zontal axis.  The transit will be pointing at some random location on  Again, we choose to put the  scales 17 feet away because  at this distance, 0.001”  equals 1 arcsecond.  Figure 4.4  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 49 the second scale.  Make a note of this reading.    4.  Now rotate the standards 180° about the vertical axis (this time,  NOTE:  Reticle orienta‐ don’t rotate the telescope around the horizontal axis).  Using the  tion is listed as a parame‐ horizontal tangent adjustment screw, set back on the position origi‐ ter affected by this adjust‐ nally chosen in step 2.  ment.  However, we do    not address that topic  5.  Once again, plunge the telescope 180° to sight at the second  here because generally,  scale.  Take a second reading on this scale using the micrometer.   minor field adjustments    of the reticle don’t cause  6.  Determine the difference between the readings taken in step 3  the reticle orientation to  and step 5.  If the difference is 0.004” (0.10mm) or less, the horizon‐ be negatively affected.  tal collimation is within tolerance.  Note that the observed error is 4  times the actual error, so a difference of 0.004” between the read‐ ings indicates a 0.001” actual error at 17 feet, equating to one  arcsecond.    7.  If an error is detected, the instrument may be adjusted in the  field.  Locate the capstan screws furthest from the eyepiece, at the 3  o’clock and 9 o’clock positions (Figure 4.5).  Using an adjusting pin,  gently loosen one and tighten the other, so that approximately 1/4  of the observed error is removed.  Be advised that the slightest  movement makes a big difference.      For example, if the reading in step 3 was 3.402”, and the reading in  step 5 was 3.418”, the difference between the readings is 0.016”.   Therefore, we want to make an adjustment so that the reticle ap‐ Figure 4.5  pears to move 0.004” (one‐fourth of 0.016”).   You can do this by  moving the micrometer  back toward the first read‐...

  • Page 50: Plumb Line Check

      2.  Without loosening the horizontal tangent clamp, rotate the tele‐ scope downward to point at the lower scale.  Take a reading on this  scale.    3.  Now loosen the horizontal tangent  clamp and rotate the transit 180° about  its vertical axis.  Plunge the telescope  180° about its horizontal axis as well.   Point back at the upper scale and secure  the horizontal tangent clamp.  Set back  Figure 4.9  on the same scale location that was used  in step 1.     4.  Once again, rotate downward to the  lower scale and take a reading.  Com‐ pare this reading with the one taken in  step 3.  If the difference is less than or  equal to 0.002”, the transit is within tol‐ erance.  If it isn’t, proceed to the next  step.    5.  Note whether the reading on the  lower scale taken in step 4 is to the right   or to the left of the prior reading on the  same scale.  If the reading is to the right,  the cross‐axis (also called the trunnion  axis) is tilted up on the right.  Likewise,  if the reading was to the left of the origi‐ nal reading, the trunnion axis is high on  the left.    Using this information, we make an ad‐ Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 51 justment to tilt the trun‐ nion axis in the appro‐ Figure 4.10  priate direction.  To do  this, we make an up‐ ward or downward ad‐ justment on the side of  the transit which has  the objective lens of the  cross‐axis telescope.    There are two ways to  accomplish the desired  adjustment.  We first try  the method requiring  the least effort.  If a  more aggressive adjust‐ ment is required, we’ll  move on to the second  method.    The first, and easier method, is as follows.  Try slightly loosening or  tightening one or both of the socket head cap screws in the bearing  cap above the objective end of the cross‐axis (Figure 4.10).  Remove one ‐half of the apparent error in this manner if possible.  Remember  that the axis bolts should not be overly tightened nor should they  be anything resembling loose.  The bolts should be firmly finger/ hand tight, not elbow/shoulder tight.  Whether you have success in  removing the error by using only these bolts depends upon how  tight the bolts already are, and how far they need to be moved.     If this procedure cannot compensate for the error, it will be neces‐ Figure 4.11  sary to adjust the capstan‐headed  bolt located under the horizontal  bearing (Figure 4.11).     Both the capstan bolt and the  bearing cap push  on the horizon‐ tal bearing which is captured be‐ tween them.  The capstan bolt has ...
  • Page 52   Now re‐tighten the bolts in the bearing cap, and use these  What is going on here?  Ad‐ to bring pressure on the bearing so that the horizontal axis  justing the capstan bolt “gets  is brought to the proper position.  Try to maintain equal  you in the neighborhood”,  pressure on both of the axis cap bolts.  Also try to maintain  but is too coarse to be used as  an equal gap between each side of the bearing cap and the  a fine adjustment.  The bolts  standard below (Figure 4.12).  which secure the bearing cap    are always used to bring the  As always, firmly tighten all adjustments without over  axis to the desired location.   tightening, for the best results.    6.  Repeat steps 1 through 5 until the transit passes the  plumb line check.    Figure 4.12  CAUTION:  Do not allow   gorillas to adjust your opti‐ cal instruments.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 53: Cross-Axis Telescope Collimation

    Cross‐axis Telescope   Collimation      This test should only be conducted if you intend to  Description:  Determine if the line of  turn a right angle using the cross‐axis telescope.  If  sight of the cross‐axis telescope is  you do intend to do this, chances are very good that  parallel to the horizontal axis.  you have a second instrument at your disposal—and    this instrument will be used as a reference instrument  Tolerance:  ±1 arcsecond.  to conduct the test.  We’ll call the transit that you    wish to adjust the “test transit”, and we’ll call the sec‐ Affected parameters:  None.  ond instrument the “reference instrument”.      Required equipment:    1.  When setting up the test transit, we need to ob‐ A second 76RH transit or other in‐ serve one simple rule. We want the cross‐axis tele‐ strument, lighting attachment, two  scope situated directly over one pair of leveling  instrument stands.  screws (Figure 4.6).  Rough level this instrument, and  illuminate the cross‐axis telescope.  Be sure that the  main telescope’s focus knob is turned all the way in  the direction opposite from infinity (to extreme near focus).  This will  ensure that the focus slide is out of the way so that light is visible  through the cross‐axis.  You can verify this by eye, simply by look‐ ing into the cross‐axis objective lens with the light turned on.  The  vertical tangent clamp should be left loose for this entire test.    2.  Set up the reference in‐ Generally it is handy to  strument nearby, and bring it  find infinity focus by hold‐...
  • Page 54   We know that the width of a reticle wire is 5 arcseconds, and  the gap between the reticle pair is 15 arcseconds wide (Figure  4.7).  Therefore, we can make an estimate of the observed er‐ ror, remembering that the observed error is twice the actual  error.  This fact makes the error easier to see.    7.  If the observed error exceeds 2 arcseconds, adjustment is re‐ quired.  Remove the flange cover from the objective end of the cross ‐axis telescope simply by pulling it straight off (it’s a friction fit).   Then move the socket head set‐screws in the cross‐axis telescope  objective lens mounting  flange to physically push  Figure 4.8  the lens from side to side to  correct this error.  As you’d  expect, use the horizontally  opposed adjustment screws  to shift the image horizon‐ tally, and the vertically ori‐ ented screws to shift the im‐ age vertically (Figure 4.8).   Remember that you should  remove only half of the ap‐ parent error.    8.  Repeat steps 5 through 7  until the error observed is  within the allowable toler‐ ance.   Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...

  • Page 55: Peg Test

    Peg Test  In Chapter 2 of this manual, we discussed precise lev‐ eling (precision plumbing) of the transit.  With a little  Description:  Determine if the coinci‐ thought, it becomes obvious that the precision  dence vial indicates a line which is  plumbing procedure does not depend on the fact that  parallel to the telescope’s line of  the coincidence vial is in adjustment or not.  That is,  sight.  you can precisely plumb the transit (bring the vertical    spindle truly to vertical) with the coincidence vial in  Tolerance:  ±1 arcsecond.  any old position relative to the telescope, as long as    the adjustment of the vial does not change during the  Affected parameters:  None.  process.  However, if you want the transit’s telescope    to be truly level after that process, or if you simply  Required equipment:    want to bring the telescope to a level line at any point,  Optical micrometer, instrument  it is necessary to adjust the vial so that its bubble im‐ stand and two scales.  A precision  age is “in coincidence” when the telescope’s line of  lift makes this test easier but is not  sight is precisely level.  mandatory.    This test is not hard to perform, nor is it com‐ plicated—but it does require more words to  describe that some of the other tests!   Once  we’re finished with our explanation, we pro‐ Figure 4.12  vide a “quick guide” at the end of this section.  1.  Set up two scales in a vertical orientation, about 30  feet apart, at instrument height, and on a nominally  level sight line from one another.  Try to bring the  scales as close to vertical as possible without making a ...
  • Page 56   Before we go on, there are a couple of things to real‐ ize.  First, the relationship between the vial and the  line of sight is constant, as long as the vial is not ad‐ justed. In Figure 4.14, the line of sight (red arrow) will always point  at the same downward angle if the vial is “in coincidence”.  Re‐ member that when the vial is in coincidence, it indicates a level line  (blue arrow).  In the procedure that we’ll do in a minute, we know  that if we look at one of the scales and turn the vertical tangent ad‐ justment screw to level our vial (put it into coincidence), the line of  sight will be pointing at some arbitrary angle up or down.  Then, if  we turn to look at the other scale, and again level the vial using the  tangent screw, the telescope will also be pointing up or down at the  exact same angle as before.      Since we have placed the transit the same distance from  each scale, and since we know the telescope will al‐ ways point downward (or upward) at exactly the  same angle when looking at either scale, then we  know that the telescope will intersect the two scales  at the same point as an arbitrary level line (Figures  4.15 and 4.16).  It is easy to see in the sketch that the  coincidence vial is far from being properly ad‐ justed—it’s not at all parallel to the line of sight.  So, this is the way you can determine the vertical  Figure 4.14  offset between two scales, even when you have no  level line of sight to use.  So let’s continue and do  this:  5.  Point in the direction of one of the scales.  Bring  the vial into coincidence using the vertical tangent adjustment  screw.  Read the scale with the micrometer and record this num‐ ber.  In our example, we read Scale A (at left in Figure 4.15).  Our  reading is 2.283”.   Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 57 Even when the vial is not adjusted properly, a telescope’s line of sight  will intersect two arbitrarily placed scales at the same place as an arbi‐ trary level line would intersect them, as long as the coincidence vial  indicates level in both the left‐looking and right‐looking positions.   This is only true when the transit is the same distance from each scale.  Level line  Level line  Figure 4.15  Scale A  Scale B  Level line  Level line  Figure 4.16  Scale A  Scale B  Operation and Adjustment Manual...
  • Page 58 This procedure is one  since we don’t have a precision lift, we read 4.035”.  of those things which  becomes much easier  9.  Turn the instrument toward the far scale, and re‐level the coinci‐ after you’ve gone  dence vial using the vertical tangent adjustment screw.  Now, be‐ through it once, and  fore we take a reading, we can calculate what we want to see.  We  understand what’s  know that the far scale in our example is 1.414” higher than the near  going on!  scale.  So we can calculate what number we would hopefully see on  the far scale if the vial is in fact adjusted correctly.  Do this by taking  the reading on the near scale and adding (or subtracting) the verti‐ cal offset between the scales.  In our example, we subtract the near  scale’s reading from the vertical offset distance, since we have al‐ ready determined that the far scale is higher than the near one:  4.035” ‐ 1.414” = 2.621”  So if the vial is perfectly adjusted, we should see 2.621” on the far  scale.  Now, since the suspense is killing us, we actually read the far  scale with the micrometer.  In Figure 4.18, the reading on the far  scale is determined to be 1.958”.  Now, notice that 1.958” is less than the optimal 2.621” reading that  would have indicated a level line.  This tells us that the line of sight  is pointing downward.  If we had taken a reading on the far scale  which was greater than 2.621”, we would know that the line of  sight is pointing upward with respect to a level line.  10.  To correct this error, we will calculate what the far scale should  be reading if the instrument were in calibration, re‐point the tele‐ scope at that proper reading, and adjust the coincidence vial back  into coincidence.  Now hold on here, why do we need to recalcu‐ Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 59 Figure 4.17  Scale A  Scale B  Figure 4.18  Scale A  Scale B  Operation and Adjustment Manual...
  • Page 60 What we are going to do now is determine what the far scale’s  reading should be, if the line of sight were actually brought level.   How do we do that?  What we need here is a good rule of thumb:  Rule of Thumb:  When the transit sits 1/10 of they way  from one scale to another, take the far scale reading minus  the “optimal reading” and divide it by 8.  Then, on the far  scale, rotate the telescope toward and past the optimal  reading by the resulting amount.  Let’s work through this in our example.  Remember that our read‐ ing on the far scale was 1.958”.  Our “optimal reading” (the one we  would have liked to have seen) was 2.621”.  So we subtract these  two numbers:  2.621” ‐ 1.958” = 0.663”  Now we divide the result by 8:  0.663” / 8 = 0.083”  So, we need to rotate the telescope up from our current 1.958” posi‐ tion to the 2.621” position, and then go 0.083” further.  What that  means is that we want to set the telescope on the far scale at this  reading:  2.621” + 0.083” = 2.704”  CAUTION:  When determining the desired scale position on which to set the telescope  in the step above, you will always move the telescope from its current position toward  the “optimal reading”, and then beyond, by 1/8 of the distance.  In our example, we are  moving in the direction of an increasing scale reading (going from 1.958” to 2.704”),  so we add the 0.083” above.  But if you needed to move in the direction of a decreasing  scale reading you would be subtracting the numbers.  Remember the rule of thumb,  not the arithmetic, of our example.  11.  So now, let’s rotate the telescope to set on 2.704” at the far scale,  which is our desired scale position.  There’s an easy way to do this.  Look at the last two digits in the desired position—”04” (forget  about the 2.7 for a moment.)  Look into the telescope and rotate the  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 61 micrometer so that the line of sight moves toward the  zero end of the scale.  Rotating the micrometer drum  in this direction, set the micrometer on the last two  digits of the desired reading.  In our example,  you’d then set the micrometer on 4 (as in 0.004”).  Likewise, if the  desired reading had been 2.753”, you would set the micrometer on  This method of setting  0.053” ‐ but always by rotating the micrometer’s graduated drum in  on a particular scale  the direction which appears to move the line of sight toward the zero  reading works with  end of the scale.  Finally, use the vertical tangent adjustment screw to  the micrometer in any  rotate the telescope to the 2.7” mark on the far scale.  You can check  position and the scale  to make sure you did things right by putting the micrometer tem‐ in any orientation.  porarily back to zero—the line of sight will move up a little, be‐ tween the 2.7” and 2.8” target pairs on the scale.  12.  With the telescope in this position, adjust the coincidence vial  until the bubble is back in coincidence.  The vial is held in position  on two threaded studs, each having opposing nuts on the top and  bottom of the vial ends.  We recommend slightly loosening one of  the nuts on the eyepiece end of the vial, depending upon whether  you want to move that end of the vial up or down.  Then bring the  opposing nut up (or down) so that the vial is once again held se‐ curely.  Remember that it takes almost no movement to make sig‐ nificant adjustments to the vial.  Our rule at the factory is “if you  feel it move, you went too far”.  13.  Repeat steps 8 through 12 until the transit can be turned from  one scale to the other, and you read only the vertical offset between  the two scales (in our example, the 1.414” differential).        Quick Steps Guide    Here is a quick recap of the steps in the peg test:    1.  Set up two vertical scales about 30’ apart.   ...
  • Page 62   8.  Calculate what the reading should be on the far scale (the  “optimal” reading), given that we know the vertical offset between  the scales.  Then turn to point at the far scale, re‐level the telescope,  and take a reading.    9.  Find the difference between the optimal reading and the actual  reading, and divide this difference by 8.  Call this result the  “compensation factor”.    10.  Looking at the far scale, move the telescope toward the optimal  reading, and then beyond it by an amount equal to the compensation  factor.  Set the micrometer appropriately to accomplish this.    11.  Adjust the vial so that the bubble is back in coincidence.    12.  Repeat steps 7 through 11 until difference in readings of the two  scales is the same as the vertical offset between the scales.              You are now a Master of the Universe.  Model 771, 75, and 76-RH190 Transits...
  • Page 63 Operation and Adjustment Manual...

This manual is also suitable for:

771-h75-h76-rh19076-rh7576-rh190m

Table of Contents