В комплект нивелира входят две нивелирные рейки, представляющие собой (рис. 5.18) бруски или жесткие металлические профилированные полосы с нанесенными на них делениями (обычно сантиметровыми или пятимиллиметровыми). Для точного и технического нивелирования используют деревянные рейки РН-3 и РН-10 с сантиметровыми делениями, нанесенными с двух сторон, каждая из которых окрашена в свой цвет (черная и красная шкалы).
Буква С в обозначении рейки говорит о том, что рейка складная. Для точного нивелирования используют не складные, а цельные (с односторонней или двухсторонней шкалами). Высокоточное нивелирование выполняют только с использованием специальных реек типа РН-05 с инварной полосой, на которую нанесены две смещенные шкалы с делениями 5 мм. Инварная полоса имеет устройство для натяжения силой 20 кг. Длина любого интервала шкал такой рейки нанесена с погрешностью не более 0,05 мм. Рейка снабжена круглым уровнем с ценой деления 10′, служащим для установки рейки в вертикальное положение.
Инвар – это сплав железа и никеля, имеющий весьма малый коэффициент линейного расширения в большом диапазоне температур окружающего воздуха.
Рейки для точного и высокоточного нивелирования могут иметь различную длину, от 1,5 до 4,0 м, что позволяет расширить возможности их использования в различных условиях, в том числе и при работе внутри помещений при проведении специальных инженерно-геодезических работ.
Концы реек окованы металлическими пластинами, чем обеспечивается защита пятки реек от повреждений и сохранность начального отсчета. На черной стороне рейки, используемой для технического или точного нивелирования, нулевой отсчет совпадает с ее пяткой. Наименьшее деление другой шкалы всегда больше наибольшего деления черной шкалы. Тем самым невозможно перепутать черный и красный отсчеты). Например, для реек длиной 3 м наименьший красный отсчет равен 4787 мм (4,787 м). Красные шкалы двух комплектных реек смещены друг относительно друга на 100 мм, например 4787 и 4687. Это позволяет контролировать работу наблюдателя на станции.
Рис. 5.18. Нивелирные рейки
Контроль работы на станции часто обеспечивают и другим способом. Для точного нивелирования, например, изготавливают цельную рейку, деления красной стороны которой больше основных делений на 10%. Одному сантиметру деления черной шкалы соответствует деление 1,1 см красной. Таким образом, превышения, получающиеся по красным шкалам комплектных реек, должны в 1,1 раза отличаться от превышений, полученных по черным шкалам.
При высокоточных и точных измерениях в горных условиях разработаны нивелирные рейки с термодатчиками, установленными на внутренней стороне инварной полосы (4 термодатчика).
Для выполнения привязок к стенным маркам, а также при работе в стесненных условиях используют подвесные инварные рейки длиной 1,2 м.
Для работы в шахтах, тоннелях, а также в условиях слабой освещенности шкалы реек выполняют светоотражающими. При этом шкалы могут освещаться как со стороны наблюдателя, так и непосредственно речником.