為保證測量工作能得出正确的成果，工作前必須對所使用的儀器進行檢驗和校正。

微傾式水準儀應滿足的幾何條件

微傾式水準儀的主要軸線有圓水準軸、豎軸、水準管軸、視準軸和十字絲的橫絲，見圖3-11-1，它們之間應滿足的幾何條件主要有3個，即圓水準器軸平行于儀器的豎軸；十字絲的橫絲垂直于儀器的豎軸；水準管軸平行于視準軸。

（1）圓水準器的檢驗和校正

圓水準器用于粗略整平水準儀，若圓水準器軸平行于儀器豎軸則圓水準器氣泡居中時豎軸便位于鉛垂位置。若圓水準軸與儀器豎軸不平行則圓水準器氣泡居中時儀器的豎軸就不豎直了。若豎軸傾斜過大可能導緻微傾螺旋轉到極限還不能使水準管氣泡居中，因此校正好圓水準器使圓水準器軸與儀器豎軸平行可較快地使符合水準管氣泡居中從而加快測量速度。

1）檢驗。安置儀器後先調腳螺旋使圓水準器氣泡居中（見圖3-11-2之（a）），然後将儀器旋轉180°，若氣泡仍然居中則說明條件滿足，若氣泡有了偏移（見圖3-11-2之（b））則說明條件不滿足、需要校正。

（a） （b） （c） （d）

圖3-11-1 微傾式水準儀的主要軸線 圖3-11-2 圓水準器校正過程

2）校正。見圖3-11-2之（b），圓水準軸偏離鉛垂線是由兩個等量因素構成的，一是豎軸偏離鉛垂線，二是圓水準軸不平行豎軸。由此可見，圓水準軸與豎軸間的誤差僅占氣泡偏移量的一半。另一半是由于豎軸偏斜引起的。因此，校正時先調腳螺旋使氣泡向中央移回一半（見圖3-11-2之（c），此時豎軸已處于鉛垂位置），然後用校正針撥動圓水準器底下三個校正螺旋（見圖3-11-3）使氣泡居中（此時，圓水準軸也處于鉛垂位置）。至此，條件獲得滿足（如圖3-11-2之（d）所示）。校正後應将儀器旋轉180°再次進行檢驗，若氣泡仍不居中應再進行校正（如此反複進行直至條件完全滿足為止）。常見的圓水準器校正裝置的構造有兩種，一種在圓水準器盒底有三個校正螺旋（見圖3-11-4之（a）），盒底中央有一球面突出物頂着圓水準器的底闆，三個校正螺旋則旋入底闆拉住圓水準器，旋緊校正螺旋時可使水準器該端降低，旋松時則可使該端上升。另一種構造是在盒底有四個螺旋（見圖3-11-4之（b）），中間一個較大的螺旋用于連接圓水準器和盒底，另三個為校正螺旋（它們頂住圓水準器底闆），當旋緊某一校正螺旋時水準器在該端升高，旋松時則該端下降（其移動方向與第一種相反）。校正時，無論對哪一種構造，當需要旋緊某個校正螺旋時必須先旋松另兩個螺旋，校正完畢時必須使三個校正螺旋都處于旋緊狀态。圓水準器的檢驗校正的實況見圖3-11-5。

（a） （b） （a） （b）

圖3-11-3 圓水準器校正螺絲的位置 圖3-11-4 圓水準器校正裝置的構造

（a） （b） （c） （d）

圖3-11-5 圓水準器檢驗校正實況示意

（2）十字絲橫絲的檢驗與校正

若十字絲的橫絲垂直于豎軸則當儀器粗略整平後橫絲基本水平，用橫絲上任意位置讀取的标尺讀數均相同。

1）檢驗。整平儀器後，用橫絲瞄準牆上一固定點P（見圖3-11-6之（a）），轉動水平微動螺旋若點子離開橫絲（見圖3-11-6之（b））則表示橫絲不水平、需要校正；若點子始終在橫絲上移動（見圖3-11-6之（c）、（d））則表示橫絲水平。

2）校正。打開十字絲分劃闆的護罩，可見到三個或四個分劃闆的固定螺絲（見圖3-11-7），松開這些固定螺絲後用手轉動十字絲分劃闆座使橫絲水平然後再上緊固定螺絲，此項校正須反複進行。最後應旋緊所有固定螺絲。

圖3-11-6 望遠鏡十字絲橫絲水平的檢驗與校正

圖3-11-7 望遠鏡十字絲分劃闆固定螺絲

（3）水準管軸平行于視準軸的檢驗與校正

若水準管軸平行于視準軸則當水準管氣泡符合時視準軸就處于水平位置了。水準管軸和視準軸是2個空間直線，因此，水準管軸平行于視準軸有兩個含義，一是在鉛垂面内平行、一是在水平面内平行。水準管軸和視準軸在鉛垂面内平行的校正稱為i角（水準管軸和視準軸在鉛垂面内投影的夾角稱為i角）校正；在水平面内平行的校正稱為交叉誤差校正。

1）i角的檢驗與校正

Ⅰ、檢驗。見圖3-11-8，在比較平坦的地面上安置水準儀，從儀器向兩側各量約40~50m定出等距的A、B兩點打下木樁或尺墊标志并豎立水準尺，若水準管軸不平行于視準軸、其夾角為i，此時，因水準儀在兩尺點的中央，夾角i在兩尺上所産生讀數誤差均為△。設A、B兩尺上讀數分别為a1及b1，因a1＝a1′ △、b1＝b1′ △，則a1－b1＝（al′ △）－（b1′ △）＝a1′－b1′=hAB，這說明儀器本身雖有誤差，隻要安置在兩點等距離處，由兩讀數之差仍可求得兩點高差的正确值。假設圖3-11-8中測得al=1.506m，b1=1.301m，則hAB=1.506－1.301=0.205m。然後将水準儀搬到離B點約2~3m處（即水準儀望遠鏡的最短明視距離位置，當物體與望遠鏡間的距離小于明視距離位置時通過望遠鏡将無法看清物體）先讀取近尺讀數b2（假設為1.395m，由于儀器距B點很近，故可将B近似地看作視線水平時的尺上讀數b2′），由此可計算視線水平時遠尺的正确讀數a2′=b2′ hAB=b2 hAB（＝1.395 0.205=1.600（m）），如果遠尺的實際讀數不是a2′而是a2（假設為1.612m，即比a2′大0.012m，亦即ΔA=0.012m）則說明水準管軸不平行于視準軸（ΔA=0.012m說明視準軸向上傾斜）需要校正。i角的大小為i=（ΔA/DA）×ρ″。

（a） （b）

圖3-11-8 i角的檢驗與校正現場示意

Ⅱ、校正。轉動微傾螺旋使遠尺讀數從a2（=1.612m）改成a2′（1.600m），此時視準軸水平了但氣泡已偏離中點，撥動水準管一端的上下兩個校正螺絲（見圖3-11-9）使水準管氣泡居中（此時水準管軸也在水平位置，于是水準管軸與視準軸就平行了）。此項工作要反複進行幾次，直到i角小于20″為止（20″是對S3水準儀而言的，大緻相當于檢驗遠尺的讀數與計算數值之差不大于5mm）。水準管校正螺旋的位置見圖3-11-10，校正時應先松動左右兩校正螺旋，然後撥動上下兩校正螺旋使氣泡符合，撥動上下校正螺旋時應先松一個再緊另一個逐漸改正，最後校正完畢後所有校正螺旋都應适度旋緊。

圖3-11-9 i角校正示意 圖3-11-10 水準管校正螺旋的位置

2）水準管軸和視準軸交叉誤差的檢驗和校正

為使水準管軸和視準軸平行，兩軸在水平面和垂直面的投影都應平行。上一步對i角的檢驗實際上是檢驗兩軸在垂直面上的投影是否平行，是水準儀檢校中最重要的一項。檢驗兩軸在水平面上投影是否平行稱交叉誤差的檢驗。由于交叉誤差的影響較小，所以一般工程水準測量中可不進行此項檢驗、但對于精密水準測量則應進行交叉誤差的檢驗。如果需要進行這項檢驗時應安排在i角檢驗校正之前進行。因為這兩項檢校互相有影響，但i角的檢校最為重要，應在最後進行。以下是交叉誤差的檢校過程。

Ⅰ、檢驗。在離水準儀約50m處豎立水準尺，儀器安置成圖3-11-11所示樣子，使一個腳螺旋在視線方向上。儀器整平并使水準管氣泡符合後讀出水準尺上讀數。然後旋轉在視線兩側的兩個腳螺旋，按相對的方向各旋轉約兩周并使水準尺讀數不變（其作用就是使儀器繞視準軸向一側傾斜），然後再按相反方向旋轉位于視線兩側的腳螺旋使儀器繞視準軸向另一側傾斜并保持原讀數不變。轉動中應注意觀察儀器向兩側傾斜時氣泡移動的情況（可能出現圖3-11-12中的四種情況，圖3-11-12之（a）表示既沒有交叉誤差也沒有i角誤差；（b）表示沒有交叉誤差、有i角誤差；（c）表示有交叉誤差、沒有i角誤差；（d）表示既有交叉誤差又有i角誤差。

Ⅱ、校正。撥水準管一端的橫向校正螺旋，反複檢驗和校正，使儀器向兩側傾斜時氣泡的移動隻出現圖3-11-12之（a）、（b）兩種情況，此時就已沒有交叉誤差了。

圖3-11-11 儀器的安置位置

（a） （b）

（c） （d）

圖3-11-12 交叉誤差的判别

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