水準(zhǔn)儀是建立水平視線測(cè)定地面兩點(diǎn)間高差的儀器。原理為根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理測(cè)量地面點(diǎn)間高差。主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器（或補(bǔ)償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。水準(zhǔn)儀按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀（又稱電子水準(zhǔn)儀）。水準(zhǔn)儀按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。水準(zhǔn)儀的使用包括：水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個(gè)步驟。

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

在工程測(cè)量中，水準(zhǔn)儀的應(yīng)用是比較頻繁的。而水準(zhǔn)儀在搬運(yùn)途中和平時(shí)測(cè)量時(shí)都會(huì)對(duì)儀器里面的各軸產(chǎn)生影響，從而影響測(cè)量的精度。而為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除或減弱測(cè)量誤差，水準(zhǔn)...[查看全部]

本文介紹了廣泛用于地形、工程、礦山、水文、農(nóng)用水利等進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量使用的水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及工作原理，并對(duì)檢定時(shí)常見問(wèn)題及處理方法進(jìn)行了簡(jiǎn)介。

一、水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及工作原理(一)水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介

水準(zhǔn)儀是用于測(cè)量平面點(diǎn)之間的高低關(guān)系時(shí)提供水平視線的儀器，按精度分為DS05，DS1，DS3等幾種型號(hào)，工程測(cè)量常用的是DS3級(jí)水準(zhǔn)儀。其中“D”和“S”分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”首字漢語(yǔ)拼音的首字母，而下標(biāo)是儀器的精度指標(biāo)，即每千米測(cè)量中的偶然誤差(以mm為單位)。

目前常用的水準(zhǔn)儀從構(gòu)造上可分為利用水準(zhǔn)管來(lái)獲得水平視線的“微傾式水準(zhǔn)儀”和利用補(bǔ)償器來(lái)獲得水平視線的“自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀”兩大類：此外，還有一種新型的水準(zhǔn)儀——“電子水準(zhǔn)儀”，它配合條形碼標(biāo)尺，利用數(shù)字化圖像處理的方法，可自動(dòng)顯示高程和距離，使水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

(二)水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)與工作原理

以微傾式水準(zhǔn)儀為例，水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。

1. 望遠(yuǎn)鏡

水準(zhǔn)儀的望遠(yuǎn)鏡有兩大功能：提供一條找準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸；看清不同距離的目標(biāo)。

①物鏡和目鏡提供一條找準(zhǔn)目標(biāo)的視準(zhǔn)軸；看清不同距離的目標(biāo)。②十字絲分劃板是為了瞄準(zhǔn)目標(biāo)和讀數(shù)使用。③視準(zhǔn)軸是十字絲交點(diǎn)與物鏡光心的連線，用CC表示；視準(zhǔn)軸的延長(zhǎng)線即為視線，水準(zhǔn)測(cè)量就是在視準(zhǔn)軸水平時(shí)，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上截取讀數(shù)。④水平制動(dòng)螺旋和微動(dòng)螺旋可控制望遠(yuǎn)鏡水平轉(zhuǎn)動(dòng)。

2.水準(zhǔn)器

(1)圓水準(zhǔn)器

①作用：用于儀器的粗略整平；②水準(zhǔn)器的零點(diǎn)：圓形分劃圈的中心；③圓水準(zhǔn)器軸：過(guò)零點(diǎn)的球面法線L′L′，稱為圓水準(zhǔn)器軸；圓水準(zhǔn)器軸L′L′平行于儀器豎軸VV；④分劃值：氣泡中心偏離零點(diǎn)2mm時(shí)豎軸所傾斜的角值稱為圓水準(zhǔn)器的分劃值，一般為8′/2mm—10′/2mm，精度較低。

(2)管水準(zhǔn)器

①作用：精確整平儀器；②水準(zhǔn)管零點(diǎn)：2mm分劃線的對(duì)稱中心；③水準(zhǔn)管軸：通過(guò)零點(diǎn)與圓弧相切的縱向切線LL稱為水準(zhǔn)管軸。水準(zhǔn)管軸

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水準(zhǔn)儀是借助儀器的水平視準(zhǔn)線作為基礎(chǔ)。它廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、大地水準(zhǔn)測(cè)量、地震形變測(cè)量、各種工程水準(zhǔn)測(cè)量與大型精密機(jī)械安裝等領(lǐng)域中。水準(zhǔn)儀當(dāng)受到?jīng)_撞、震動(dòng)、保管不慎或頻繁使用時(shí)導(dǎo)致出現(xiàn)許多故障，因此探討快速檢修及日常保養(yǎng)的方法是非常必要的。

水準(zhǔn)儀是借助儀器的水平視準(zhǔn)線作為基礎(chǔ)，進(jìn)行高差測(cè)量的光學(xué)儀器。主要部件有望遠(yuǎn)鏡管、水準(zhǔn)器(或補(bǔ)償器)、垂直軸、基座、腳螺旋等，按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)；按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。它廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量、大地水準(zhǔn)測(cè)量、地震形變測(cè)量、各種工程水準(zhǔn)測(cè)量與大型精密機(jī)械安裝等領(lǐng)域中。

一、水準(zhǔn)儀的調(diào)修

儀器在出廠時(shí)，都按《部頒標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，進(jìn)行零部件及整體檢驗(yàn)，保證儀器的精度。由于水準(zhǔn)儀使用環(huán)境較室內(nèi)條件相差很多，計(jì)量性能很容易發(fā)生變化，而按照檢定規(guī)程要求，檢定周期一般為一年，因此送檢到計(jì)量部門要求檢定的水準(zhǔn)儀在檢定過(guò)程中一般都需要簡(jiǎn)單的調(diào)修，才能保證水準(zhǔn)儀所有的計(jì)量，性能都能符合規(guī)程的要求。在調(diào)修時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

(1)了解儀器使用年限和修理歷史，了解儀器的結(jié)構(gòu)原理，熟悉儀器的有關(guān)技術(shù)資料。

(2)根據(jù)儀器檢定結(jié)果，查找儀器不合格原因，尤其要查出儀器故障的部位，只有查明原因和部位之后，才能確定儀器的調(diào)修方案，切記盲目拆卸和調(diào)修儀器。

(3)拆卸儀器時(shí)，要根據(jù)有關(guān)的調(diào)修資料所提供的先后次序，按步驟進(jìn)行。同時(shí)只拆卸有故障的部位，與故障無(wú)關(guān)的部位不要拆卸儀器拆卸一次，對(duì)儀器零部件之間的位置不可能完全恢復(fù)到原有位置，有時(shí)還會(huì)降低儀器的準(zhǔn)確度或使光路系統(tǒng)發(fā)生變化對(duì)于精密的機(jī)械部分，如軸系也應(yīng)特別注意。

(4)調(diào)修光路系統(tǒng)，要了解光線經(jīng)過(guò)每一個(gè)光學(xué)零件后成像位置的變化。

(5)拆卸時(shí)要注意零件的相互位置關(guān)系最好在拆卸之前劃上明顯的裝配號(hào)，以便裝配時(shí)不致弄錯(cuò)。

(6)拆下的零件要認(rèn)真清洗，擦試光學(xué)零件時(shí)，防止清潔液進(jìn)

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在工程測(cè)量中，水準(zhǔn)儀的應(yīng)用是比較頻繁的。而水準(zhǔn)儀在搬運(yùn)途中和平時(shí)測(cè)量時(shí)都會(huì)對(duì)儀器里面的各軸產(chǎn)生影響，從而影響測(cè)量的精度。而為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除或減弱測(cè)量誤差，水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)和校正就成為了日常工作當(dāng)中的一個(gè)重要步驟。

一、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正

水準(zhǔn)測(cè)量又稱為“幾何水準(zhǔn)測(cè)量”，其原理是：用一條水平線和水準(zhǔn)尺來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)之間的高差。而水準(zhǔn)儀的主要作用就是提供這條水平線。水準(zhǔn)測(cè)量中的誤差來(lái)源：a.人的因素；b.環(huán)境因素；c.儀器的因素。人和環(huán)境引起的各種誤差是不能消除的，只能通過(guò)觀測(cè)人員仔細(xì)觀測(cè)和避開環(huán)境變化大的時(shí)間點(diǎn)來(lái)減弱他們的影響。而儀器本身造成的誤差是可以通過(guò)對(duì)儀器的檢驗(yàn)和校正及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除的。

水準(zhǔn)儀誤差主要有幾點(diǎn)：a.圓水準(zhǔn)器軸與豎軸不平行引起的誤差；b.目鏡里的十字絲不垂直于豎軸引起的誤差；c.視準(zhǔn)軸與長(zhǎng)水準(zhǔn)軸不平行引起的誤差即i角。下面主要介紹以上三點(diǎn)誤差的檢驗(yàn)與校正。

1、圓水準(zhǔn)器軸與豎軸是否平行的檢驗(yàn)與校正

架設(shè)好水準(zhǔn)儀，將圓水準(zhǔn)器氣泡調(diào)整到分劃圈中心，將望遠(yuǎn)鏡繞豎軸旋轉(zhuǎn)到任意方位，如果氣泡偏出分劃圈，說(shuō)明這兩個(gè)軸不平行超出限差要求，須對(duì)儀器進(jìn)行校正。

校正方法：首先將望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)并平行于兩個(gè)角螺旋連線方向，并將圓水準(zhǔn)器泡居中。然后將望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)180度，利用校正螺絲將圓水準(zhǔn)氣泡調(diào)進(jìn)分劃圈一半的量，再利用腳螺旋將圓水準(zhǔn)氣泡居中。最后將望遠(yuǎn)鏡調(diào)到任意方向，如氣泡沒有偏出分劃圈則說(shuō)明校正成功，否則繼續(xù)上面步驟直到圓水準(zhǔn)氣泡不再偏出分劃圈。

當(dāng)進(jìn)行調(diào)校時(shí)，不能只調(diào)某一個(gè)螺絲，要兩個(gè)一起調(diào)。這樣，一松一緊很容易就能達(dá)到調(diào)校的效果，否則只緊一個(gè)螺絲，很容易就將螺絲擰斷，只松一個(gè)螺絲，這樣根本固定不住圓水準(zhǔn)氣泡，一旦發(fā)生振動(dòng)，氣泡還是會(huì)偏出分劃圈。故我們調(diào)校圓水準(zhǔn)氣泡時(shí)要使校正螺絲處于最恰當(dāng)?shù)奈恢?，即不?huì)太松也不會(huì)太緊。

2、十字絲橫絲垂直于豎軸的檢查與校正

當(dāng)儀器沒問(wèn)題時(shí)，十字絲橫絲肯定是垂直于豎軸的。

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