水準儀|水準儀的使用方法及應(yīng)用

水準儀|水準儀的使用方法及應(yīng)用建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數(shù)字水準儀（又稱電子水準儀）。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。①微傾水準儀。借助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準器分劃值小、靈敏度高。望遠鏡與管水準器聯(lián)結(jié)成一體。憑借微傾螺旋使管水準器在豎直面內(nèi)微作俯仰，符合水準器居中，視線水平。②自動安平水準儀。借助自動安平補償器獲得水平視線。當望遠鏡視線有微量傾斜時，補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動，從而迅速獲得視線水平時的標尺讀數(shù)。這種儀器較微傾水準儀工效高、精度穩(wěn)定。③激光水準儀。利用激光束代替人工讀數(shù)。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠鏡筒內(nèi)使其沿視準軸方向射出水平激光束。在水準標尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準測量；④數(shù)字水準儀，這是上世紀90年代新發(fā)展的水準儀，集光機電、計算機和圖像處理等高新技術(shù)為一體，是現(xiàn)代科技*新發(fā)展的結(jié)晶。

　　水準儀是在17～18世紀發(fā)明了望遠鏡和水準器后出現(xiàn)的。20世紀初，在制出內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和符合水準器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準儀。50年代初出現(xiàn)了自動安平水準儀，60年代研制出激光水準儀。90年代研制出了數(shù)字水準儀。

　　微傾水準儀　借助于微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準儀。作業(yè)時先用圓水準器將儀器粗略整平，每次讀數(shù)前再借助微傾螺旋，使符合水準器在豎直面內(nèi)俯仰，直到符合水準氣泡**居中，使視線水平。微傾的精密水準儀同普通水準儀比較，前者管水準器的分劃值小、靈敏度高，望遠鏡的放大倍率大，明亮度強，儀器結(jié)構(gòu)堅固,特別是望遠鏡與管水準器之間的聯(lián)接牢固,裝有光學測微器，并配有精密水準標尺，以提高讀數(shù)精度。中國生產(chǎn)的微傾式精密水準儀,其望遠鏡放大倍率為40倍,管水準器分劃值為10″/2毫米，光學測微器*小讀數(shù)為0.05毫米，望遠鏡照準部分、管水準器和光學測微器都共同安裝在防熱罩內(nèi)。

　　自動安平水準儀

　　借助于自動安平補償器獲得水平視線的一種水準儀。它的特點主要是當望遠鏡視線有微量傾斜時,補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動,從而能自動而迅速地獲得視線水平時的標尺讀數(shù)。補償?shù)幕驹硎?當望遠鏡視線水平時,與物鏡主點同高的水準標尺上物點P構(gòu)成的像點Z0應(yīng)落在十字絲交點Z上。當望遠鏡對水平線傾斜一小角后，十字絲交點Z向上移動，但像點Z0仍在原處，這樣即產(chǎn)生一讀數(shù)差Z0Z。當很小時可以認為Z0Z的間距為?f′（f′為物鏡焦距）,這時可在光路中K點裝一補償器,使光線產(chǎn)生屈折角[116],在滿足?f′=[116]?s0（s0為補償器至十字絲中心的距離，即KZ）的條件下，像Z0就落在Z點上；或使十字絲自動對儀器作反方向擺動,十字絲交點Z落在Z0點上。如光路中不采用光線屈折而采用平移時，只要平移量等于Z0Z，則十字絲交點Z落在像點Z0上,也同樣能達到Z0和Z重合的目的。自動安平補償器按結(jié)構(gòu)可分為活動物鏡、活動十字絲和懸掛棱鏡等多種。補償裝置都有一個“擺”，當望遠鏡視線略有傾斜時，補償元件將產(chǎn)生擺動，為使“擺”的擺動能盡快地得到穩(wěn)定，必須裝一空氣阻尼器或磁力阻尼器。這種儀器較微傾水準儀工效高、精度穩(wěn)定，尤其在多風和氣溫變化大的地區(qū)作業(yè)更為顯著。

　　激光水準儀

　　利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠鏡筒內(nèi)，使其沿視準軸方向射出水平激光束。

　　利用激光的單色性和相干性，可在望遠鏡物鏡前裝配一塊具有一定遮光圖案的玻璃片或金屬片，即波帶板，使之所生衍射干涉。經(jīng)過望遠鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得一明亮而精細的十字型或圓形的激光光斑，從而更**地照準目標。如在前、后水準標尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準測量。在施工測量和大型構(gòu)件裝配中，常用激光水準儀建立水平面或水平線。

　　數(shù)字水準儀是目前***的水準儀，配合專門的條碼水準尺，通過儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng)，自動獲取水準尺的條碼讀數(shù)，不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測繪作業(yè)勞動強度，避免人為的主觀讀數(shù)誤差，提高測量精度和效率。

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