1.圓水準器軸(圓球面中點和球心的連線)平行于儀器的豎軸
檢驗:把儀器安置在三腳架上,轉動腳螺旋,使圓水準器的氣泡居中。然後使儀器繞豎軸旋轉180°,此時若圓水準器的氣泡仍然居中,則說明此項條件滿足。
校正:如氣泡偏離圓水準器中心位置,先用腳螺旋使氣泡退回一半,然後撥動圓水準器校正螺絲使氣泡居中。反複檢驗校正直至滿足條件。
此外,還可以先按照經緯儀上盤水準管軸垂直于豎軸的檢校方法,将水準儀上長水準管校正好,在長水準管水平的條件下,撥動圓水準器校正螺絲,使圓氣泡居中。
2.十字絲橫絲垂直于儀器豎軸
檢驗:将水準儀在地上安置好,以橫絲的一端瞄準遠處一清晰固定的點,然後轉動水平方向的微動螺旋,如該點始終在橫絲上移動,說明橫絲垂直于豎軸,否則應進行校正。
校正:松動十字絲環上相鄰兩校正螺絲,轉動十字絲環,直到滿足要求為止。
3.水準管軸平行于視準軸
檢驗:在地面選定A、B兩點,相距60~100m,置儀器于A、B之中點,對兩端所立标尺進行觀測得讀數a1、b1(圖4-237),a1-b1=h即為兩點間的正确高差。然後将儀器搬近B點,緊靠B整置儀器,使望遠鏡目鏡端靠近标尺,自物鏡端觀測水準尺,以鉛筆尖指出圓孔中心在尺上的位置,在鏡外讀得B點标尺之讀數b2(即儀器高)。然後再對A點所立水準尺進行觀測得讀數a2。若a2-b2=a1-b1,則此項條件滿足。
圖4-237 水準管檢驗
校正:若a2-b2不等于a1-b1,在A點上水準尺的正确讀數應為a'2=b2+(a1-b1)=b2+h。旋轉望遠鏡微傾螺旋,使橫絲對準A點标尺上的正确讀數a'2,這時視準軸已水平,但氣泡卻偏離中心,撥動水準管校正螺絲使氣泡居中。
此項檢校要反複進行,直至儀器在B點所測之高差,與儀器在A、B的中點所測正确高差相差在3~4mm以内,就可以認為校正好了。
4.視準軸與水準管軸應平行(即無交叉誤差)
檢驗:安平儀器後,在距儀器約50m處豎立一水準尺。水準儀三個腳螺旋的位置應如圖4-238所示,其中兩腳螺旋的連線與儀器至标尺的連線相垂直。将儀器整平,使水準管氣泡嚴格居中,用橫絲的中心部位在尺上讀數。然後将兩個腳螺旋相對地旋轉1~2整周,使水準儀向一側傾斜,此時橫絲所對尺上讀數必已變動,旋轉微傾螺旋,使十字絲交點處讀數保持不變,查看氣泡是否偏離中心,如有偏離,記住氣泡偏離中心的方向(如偏向目鏡端或物鏡端)。使腳螺旋恢複原來位置,并旋轉微傾螺旋使氣泡居中,此時橫絲所對尺上讀數仍為原來數值。然後再以和前次相反的方向旋轉腳螺旋1~2整周,使水準儀向另一側傾斜,同時旋轉微傾螺旋保持十字絲交點處讀數不變,再查看氣泡有無偏離中心現象,或偏向哪一端。如通過兩次檢查,氣泡始終居中或僅偏于同一端,說明水準軸與視準軸平行。若氣泡一次偏于目鏡端而另一次偏于物鏡端,則說明此項條件不滿足,即有交叉誤差的存在。
圖4-238 視準軸檢驗 1-腳螺旋;2-标尺
校正:用水準管上左右兩校正螺旋一松一緊使氣泡居中。此項檢驗與校正要重複進行,直至滿足條件。
在進行三、四等水準測量時,應進行此項檢驗,一般情況下可不進行。
精密水準儀的檢驗與校正精密水準儀的特征:(1)望遠鏡有較大的放大率,約36~50倍。望遠鏡品質甚高,有很好的清晰度、光明度,一切色差變形消除殆盡;(2)水平管的靈敏度極高,約自2"/2mm~6"/2mm之間。近代觀察水泡像的方法多采用棱鏡折影符合法,符合觀察之精度為水平管靈敏度的1/4,例如水準管的靈敏度4"/2mm,則用符合法之後,觀測精度可達0.1"。因此,現今精密的水準儀上水準管的靈敏度絕對值不需過高,而仍能達到非常精密的安平效果。
1.精密水準儀的基本構造
精密水準儀的構造如圖4-239所示。
圖4-239 精密水準儀構造
1-瞄準器;2-望遠鏡目鏡;3-望遠鏡調焦螺旋;4-水準器反光闆;5-微傾螺旋;6-楔形保護玻璃;7-平行玻璃闆測微手輪;8-制動螺旋;9-微動螺旋;10-腳螺旋
2.使用方法
(1)安平 安平方法與普通水準儀大緻相同。不過此儀器長水準靈敏度極高,氣泡動蕩靜止較慢,應注意将腳架安踏牢固,安平時先使圓水準大緻居中,為了盡量提高視線,減少地面折光影響,儀器架應盡量架高。在瞄準水準尺之後用微傾螺旋作精确居中,此時隻需稍微轉動一下即可。螺旋轉動的方向與氣泡像相對移動方向是一緻的(圖4-240)。
圖4-240 調整氣泡
(2)讀尺 精密水準儀配有铟鋼水準尺,尺面分左右兩條刻劃,兩刻劃的起點數值不同,測量時兩尺都要讀數,彼此校對。尺上每小格1cm,每二格注一字,由尺上直接讀至厘米,零碎讀數由光學測微計直讀至0.1mm,估讀至0.01mm,在瞄準後,轉動測微計螺旋,尺像随之上下移動,使橫線一端的楔形夾線恰好夾住尺上刻劃線。
如圖4-241所示,左尺(或稱主尺)讀數為148cm,測微讀數為0.647cm,此讀數為主尺148.647cm。然而進行右尺(或稱為副尺)讀數,每一相同高度主副尺讀數總是相差301.550cm,由此可以核對讀數。
圖4-241 讀尺示例
3.校正
(1)圓水泡之校正
1)目的使圓水泡軸線垂直,以便安平。
2)校正方法用長水準管使縱軸确切垂直,然後校正之,使圓水泡氣泡居中,其步驟如下:撥轉望遠鏡使之垂直于一對水平螺旋,用圓水泡粗略安平,再用微傾螺旋使長水準氣泡居中微傾螺旋之讀數,撥轉儀器180°,倘氣泡偏差,仍用微傾螺旋安平,又得一讀數,旋轉微傾螺旋至兩讀數之平均數。此時長水準軸線已與縱軸垂直。接着再用水平螺旋安平長水準管氣泡居中,則縱軸即垂直。轉動望遠鏡至任何位置氣泡像符合差不大于1mm。縱軸既已垂直,則校正圓水準使氣泡恰在黑圈内。在圓水泡的下面有三個校正螺旋,校正時螺旋不可旋得過緊,以免損壞水準盒。
(2)微傾螺旋上刻度指标差的改正
上述進行使長水準軸線與縱軸垂直的步驟中,曾得到微傾螺旋兩數之平均數,當微傾螺旋對準此數時,則長水準軸線應與縱軸垂直,此數本應為零,倘不對零線,則有指标差,可将微傾螺旋外面周圍三個小螺旋各松開半轉,輕輕旋動螺旋頭至指标恰指“0”線為止,然後重新旋緊小螺旋。在進行此項工作時,長水準必須始終保持居中,即氣泡像保持符合狀态。
(3)長水準之校正
1)目的是使水準管軸平行于視準軸。
2)步驟與普通水準儀的檢驗校正相同。
激光水準儀的構造圖4-242是我國煙台光學儀器廠生産的YJs3激光水準儀的外形。其構造是在S3水準儀的望遠鏡上加裝一隻He-Ne氣體激光器,原理與J2-JD激光經緯儀相同。
圖4-242 激光水準儀
激光水準儀的操作方法水準儀部分與S3型水準儀相同,激光器部分與J2-JD激光經緯儀的操作方法相同。
激光水準儀的用途用激光水準儀測高程時,激光束在水準尺上顯示出一個明亮清晰的光斑。任何人都可以直接在尺上讀數,既迅速又正确,減少了讀數中可能發生的錯誤。另外由于激光束射程較長,白天尺面上很亮時為150m,尺面上較暗時為300m,晚上尺面黑暗時可達2000~3000m。因此立尺點可距儀器更遠,在平坦地區作長距離高程測量時,測站數較少,提高了測量的效率。在大面積的樓、地面抄平工作中,放一次儀器可以控制很大一塊面積,極為方便。
YJs3激光水準儀的精度與S3型水準儀相同。
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