DS3型水准仪的检验与校正

2025-04-07 23:42:27

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回答1：

水准仪检验就是查明仪器各轴线是否满足应有的几何条件，只有这样水准仪才能真正提供一条水平视线，正确地测定两点间的高差。如果不满足几何条件，且超出规定的范围，则应进行仪器校正，所以校正的目的是使仪器各轴线满足应有的几何条件。

一、水准仪的主要轴线及其应满足的几何条件

如图2-20所示，水准仪的轴线主要有：视准轴CC，水准管轴LL，圆水准轴L′L′，仪器竖轴VV。根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线（即视准轴水平），而视线是否水平是根据水准管气泡是否居中来判断的，如果水准管气泡居中，而视线不水平，则不符合水准测量原理。因此水准仪在轴线构造上应满足水准管轴平行于视准轴这个主要的几何条件。

图2-20 水准仪的轴线

此外，为了便于迅速有效地用微倾螺旋使符合气泡精确置平，应先用脚螺旋使圆水准器气泡居中，使仪器粗略整平，仪器竖轴基本处于铅垂位置，故水准仪还应满足圆水准轴平行于仪器竖轴的几何条件；为了准确地用中丝（横丝）进行读数，当水准仪的竖轴铅垂时，中丝应当水平。

综上所述，水准仪轴线应满足的几何条件为：

1）圆水准轴应平行于仪器竖轴（L′L′∥VV）；

2）十字丝中丝应垂直于仪器竖轴（即中丝应水平）；

3）水准管轴应平行于视准轴（LL∥CC）。

二、水准仪的检验与校正

1.圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正

（1）检验方法

安置水准仪后，转动脚螺旋使圆水准气泡居中，如图2-21（a）所示，然后将仪器绕竖轴旋转180°，如果圆气泡仍旧居中，则表示该几何条件满足，不必校正。如果圆气泡偏离中心，如图2-21（b）所示，则表示该几何条件不满足，需要进行校正。

图2-21 圆水准器的检校

图2-22 圆水准器校正螺丝

（2）校正方法

水准仪不动，旋转脚螺旋，使气泡向圆水准器中心方向移动偏离值的一半，如图2-21（c）粗线圆圈处，然后用校正针先稍松动一下圆水准器底下中间一个大一点的连接螺丝，如图2-22，再分别拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，使圆气泡居中，如图2-21（d）。校正完毕后，应记住把中间一个连接螺丝再旋紧。

（3）检校原理图

如图2-23所示，设圆水准轴不平行于竖轴VV，两者的夹角为α，转动脚螺旋使圆气泡居中，则圆水准轴L′L′处于铅垂方向，但竖轴VV倾斜了一个α角，如图2-23（a）所示。当仪器绕竖轴旋转180°后，竖轴仍处于倾斜α角的位置，气泡恒处于最高处，而圆水准轴转到竖轴的另一侧，但与竖轴VV的夹角α不变，这样圆水准轴L′L′相对于铅垂方向就倾斜了2 倍的角度，如图2-23（b）所示，此时圆气泡偏离圆心（零点）的弧长所对的圆心角为2α。因为仪器竖轴相对于铅垂方向仅倾斜 α角，所以用脚螺旋调整使圆气泡向中心移动距离只能是偏离值的一半，此时竖轴即处于铅垂位置，如图2-23（c）所示，然后再拨动圆水准器校正螺丝校正另一半偏离值，使气泡居中，从而使圆水准轴也处于铅垂位置，达到圆水准轴L′L′平行于竖轴VV的目的，如图2-23（d）。校正一般需要反复进行几次，直至仪器旋转到任何位置圆水准气泡都居中为止。

图2-23 圆水准器的检校原理

2.十字丝中丝垂直于仪器竖轴的检验与校正

（1）检验方法

若十字丝中丝已垂直于仪器竖轴，当竖轴铅垂时，中丝应水平，则用中丝的不同部分在水准尺上读数应该是相同的。安置水准仪整平后，用十字丝交点瞄准某一明显的点状目标A，拧紧制动螺旋，缓慢地转动微动螺旋，从望远镜中观测A点在左右移动时是否始终沿着中丝移动，如果始终沿着中丝移动，则表示中丝是水平的，否则需要校正。

图2-24 十字丝检校

（2）校正方法

校正方法因十字丝装置的形式不同而异。如图2-24所示的形式，需旋下目镜端的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，按中丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环，直至中丝水平，再重复检验，最后固紧十字丝环的固定螺丝，旋上十字丝环外罩。

3.水准管轴平行于视准轴的检验与校正

（1）检验原理与方法

设水准管轴不平行于视准轴，它们在竖直面内投影之夹角为i，如图2-25所示。

图2-25 水准管轴平行于视准轴的检验

当水准管气泡居中时，设视准轴相对于水平线方向向上（或向下）倾斜了i角，则视线（视准轴）在尺上读数误差为x，随着水准尺离开水准仪愈远，由此引起的读数误差也愈大。当水准仪至水准尺的前后视距相等时，即使存在i角误差，由于在两根水准尺上读数的偏差x相等，则所求高差不受影响。前后视距的差距增大，则i角误差对高差的影响也会随之增大。下面介绍一种检验方法：

1）在平坦地区选择相距约80m的A，B两点（可打下木桩或安放尺垫），并在A，B两点中间处选择一点O，且使D_A=D_B。

2）将水准仪安置于O点处，分别在A，B两点上竖立水准尺，读数为a₁和b₁，因D_A=D_B，故x₁=x₂，则A，B两点间正确高差为

h_AB=（a₁-x₁）-（b₁-x₂）=a₁-b₁ （2-18）

为了确保观测的正确性也可用两次仪器高法测定高差h_AB，若两次测得高差之差不超过3mm，则取平均值作为最后结果。

3）将水准仪搬到靠近B点处（约距B点3m），整平仪器后，瞄准B点水准尺，读数为b₂，再瞄准A点水准尺，读数为a₂，则A、B间高差为

h′_AB=a₂-b₂ （2-19）

若h_AB=h′_AB，则表明水准管轴平行于视准轴，几何条件满足。若h_AB≠h′_AB，则计算

，如果i角大于20″，则需要进行校正。

（2）校正方法

水准仪不动，先计算视线水平时A尺（远尺）上应有的正确读数a′₂，即

a′₂=b₂+h_AB=b₂+（a₁-b₁）（2-20）

当a′₂≥α₂，说明视线向上倾斜；反之向下倾斜。瞄准A尺，旋转微倾螺旋，使十字丝中丝对准A尺上的正确读数a′₂，此时符合水准气泡就不再居中了，但视线已处于水平位置。用校正针拨动位于目镜端的水准管上、下两个校正螺丝，如图2-26所示，使符合水准气泡严格居中。此时，水准管轴也处于水平位置，达到了水准管轴平行于视准轴的要求。

图2-26 水准管轴的校正

校正时，应先稍松动左右两个校正螺丝，再根据气泡偏离情况，遵循“先松后紧”规则，拨动上、下两个校正螺丝，使符合气泡居中，校正完毕后，再重新固紧左右两个校正螺丝。此项检校一般也要反复进行几次。

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