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)測量使用的水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)及工作原理，并對檢定時常見問題及處理方法進(jìn)行了簡介。

水準(zhǔn)儀是用于測量平面點之間的高低關(guān)系時提供水平視線的儀器，按精度分為DS05，DS1，DS3等幾種型號，工程測量常用的是DS3級水準(zhǔn)儀。其中“D”和“S”分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”首字漢語拼音的首字母，而下標(biāo)是儀器的精度指標(biāo)，即每千米測量中的偶然誤差(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)管來獲得水平視線的“微傾式水準(zhǔn)儀”和利用補償器來獲得水平視線的“自動安平水準(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，可自動顯示高程和距離，使水準(zhǔn)測量實現(xiàn)了自動化。

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。

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)軸是十字絲交點與物鏡光心的連線，用CC表示；視準(zhǔn)軸的延長線即為視線，水準(zhǔn)測量就是在視準(zhǔn)軸水平時，用十字絲的中絲在水準(zhǔn)尺上截取讀數(shù)。④水平制動螺旋和微動螺旋可控制望遠(yuǎn)鏡水平轉(zhuǎn)動。

(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：圓形分劃圈的中心；③圓水準(zhǔn)器軸：過零點的球面法線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2mm時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：2mm分劃線的對稱中心；③水準(zhǔn)管軸：通過零點與圓弧相切的縱向切線LL稱為水準(zhǔn)管軸。水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸；④分劃值：水準(zhǔn)管上2mm圓弧所對的圓心角。水準(zhǔn)管分劃值越小，水準(zhǔn)管靈敏度越高，用其整平儀器的精度也越高。DS3型水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管分劃值為20″，記作20″/2mm。為了提高水準(zhǔn)管氣泡居中的精度，采用符合水準(zhǔn)器。

①組成：軸座、腳螺旋、三角壓板和底板；②作用：支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接，轉(zhuǎn)動腳螺旋，可調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)氣泡。

JJG425―2003《水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程》中規(guī)定，水準(zhǔn)儀規(guī)定需要檢定的內(nèi)容包括以下項目：

(1)望遠(yuǎn)鏡分劃板橫絲與豎軸的垂直度；

(2)測微器行差與回程差；

(3)視準(zhǔn)線的安平誤差；

(4)望遠(yuǎn)鏡視軸與管狀水準(zhǔn)泡軸在水平面內(nèi)投影的平行度(交叉誤差)；

(5)視準(zhǔn)線誤差(i角)；

(6)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運行誤差；

(7)自動安平水準(zhǔn)儀檢定；

①補償誤差及補償器工作范圍；②雙擺位誤差。

以工程測量常用，也是日常工作中大量檢定的DS3型水準(zhǔn)儀為例，在檢定過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題以及及處理方法經(jīng)驗總結(jié)；DS3型水準(zhǔn)儀在使用與送檢的過程中受到意外的震動或者在保養(yǎng)修理時全部拆卸而重新安裝之后，往往由于各種原因使各光學(xué)零件和金屬部件未安裝到位，造成各部件相對位置的改變，在檢定中會出現(xiàn)不合格項，必須進(jìn)行調(diào)修，其原因可能有以下幾種情況：

產(chǎn)生問題原因：是由于目鏡筒的調(diào)焦螺紋與目鏡座螺紋之間潤滑油干涸和灰砂的侵入造成的。

處理方法：拆卸目鏡用汽油清洗目鏡筒調(diào)焦螺紋之間及目鏡罩部分干涸的油泥及灰砂，待汽油揮發(fā)完，涂上新的調(diào)焦螺旋潤滑油脂即可。

產(chǎn)生的原因：分化板上有油污、水油性霧、發(fā)霉、脫膠或掉膜。

處理方法：拆卸目鏡后將分劃板徹底擦拭或除霉，必要時更換新的分劃板。

產(chǎn)生的原因及處理方法常有以下幾種情況：①物鏡鏡片不共軸，旋轉(zhuǎn)物鏡透鏡組之間的相互位置，使它對準(zhǔn)拆前所畫的記號或出廠記號。②物鏡透鏡之間所用的墊圈厚薄不均勻，按拆卸時所畫的記號重新安裝。③物鏡的鏡片未落到各自接觸面上透鏡正反面裝錯，需重新安裝。

轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪時，調(diào)焦鏡筒不能前后移動，無法清晰地照準(zhǔn)目標(biāo)其產(chǎn)生的原因有：①定位銷脫落，重新安裝新的定位銷；②調(diào)焦齒輪與齒條未嚙合好，處理時，把齒條緊靠齒輪后，固緊調(diào)焦手輪座，將調(diào)焦彈簧座右旋，使齒條與齒輪保持嚙合狀態(tài)，轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪松緊適宜為止。

產(chǎn)生的原因有：①校正螺釘滑扣，配換一個新的校正螺釘；②封固水準(zhǔn)器的石膏松動，重新澆灌石膏；③圓水準(zhǔn)器底蓋松動，旋緊圓水準(zhǔn)器底蓋。

棱鏡盒在水準(zhǔn)器軸線方向上位置不正確。調(diào)整時，旋松棱鏡盒的兩只固定螺釘，將棱鏡盒沿水準(zhǔn)器軸線方向移動，使兩分劃線影像重合成一條直線后固緊螺釘。

產(chǎn)生的原因及處理方法：①校正螺釘或螺母滑扣(螺紋損壞)，配換一個新的校正螺釘；如果螺母滑扣，用較大的絲攻重新攻扣，再配一個同規(guī)格的校正螺釘；②封固水準(zhǔn)器的石膏松動，重新澆灌石膏；③水準(zhǔn)器曲率半徑不均勻，更換新的水準(zhǔn)器；④水準(zhǔn)器連接處固定不牢，重新緊固水準(zhǔn)器蓋、圓球螺釘及圓球壓蓋。

以上是以DS3型水準(zhǔn)儀為例，在檢定各種型號的水準(zhǔn)儀過程中發(fā)現(xiàn)的一些常見問題以及處理方法的經(jīng)驗總結(jié)，希望能對從事相關(guān)工作的同行有所幫助。