В нивелире имеем две цепи. Первая - определение превышений; она связывает рабочие меры - рейки и уровень нивелира; приспособление для ориентирования - осевую систему и уровень нивелира, установочные и наводящие приспособления, уровень или отвес при рейках; зрительную трубу; отсчетное приспособление - сетку нитей (у нивелиров, предназначенных для работы по методу совмещения,- также устройство, сходное с оптическим микрометром).

В соответствии с назначением инструмента в нем имеются две цепи. Первая цепь, в которую входят части инструмента, участвующие в измерении горизонтальных углов, состоят из рабочей меры - лимба, осевой системы, уровней, центрира; визирного устройства - зрительной трубы; оптического микрометра. Вторая цепь, обслуживающая измерение вертикальных углов, состоит из рабочей меры - вертикального круга; осевой системы с уровнями: зрительной трубы и оптического микрометра.

Общие положения теории информации лежат в основе проектирования приборов для измерения углов и линий. Эти положения приобретают еще большее значение при обосновании теории приборов, основанных на временных, динамических преобразованиях, по существу являющихся аналогичными.

Цапфы горизонтальной оси теодолитов представляют собой часть корпуса, несущего трубу. Цапфы и лагеры изготавливаются из азотируемой стали, стали ШХ15 и других материалов, позволяющих получить устойчивую против износа и коррозии поверхность. Находит применение также и бронза (ГОСТ 493-54).

Овальная форма цапф (эллиптичность) вызывает при прямоугольных лагерах смещение вращающейся оси главным образом в горизонтальном направлении. Целесообразно и для опор накладного уровня иметь угол между плоскостями лагеров, равный 90°.

Наряду с учетом технических возможностей изготовления частей инструмента необходимо соблюдать технико-экономические показатели и оценивать экономически соотношение конструктивных и технологических моментов.

Основная задача расчета и проектирования прибора для измерений - согласование путем надлежащего выбора параметров: погрешности измерений, шага квантования измеряемого объекта 8 с разрешающей способностью приемников информации и габаритами прибора. Как и система автоматического управления (САУ), измерительный прибор имеет передаточную функцию.

Фотоэлектрические устройства, основанные на использовании фотоэлементов или фотоэлектронных умножителей, позволяют устранить личные ошибки, добиться высокой точности измерений, спектральной избирательности, определенности момента регистрации, возможности автоматизации, получения управляющего импульса и дистанционности управления. Несколько другими являются электронно-оптические преобразователи.

При расчете конструкции, во-первых, из погрешности конечного результата измерения должна быть выделена с возможным приближением часть, зависящая от внешних условий (от степени прозрачности и постоянства плотности атмосферы, колебаний подставки инструмента и т. п.); во-вторых, надо установить связь погрешности конечного результата измерений с погрешностями отдельных непосредственных измерений.

«Пороги видения» различны - они зависят от яркости и формы объекта и от ряда других причин. При конструировании геодезических инструментов приходится учитывать их числовые значения.
В приборах применяются такие приемники энергии излучения, как слой фотографической эмульсии и фотоэлектрические устройства.