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        水準儀使用方法小知識
        發布人:水準儀    發布時間:2020-9-4 16:31:59    

        水準儀(英文:level)是建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。原理為根據水準測量原理測量地面點間高差。主要部件有望遠鏡、管水準器(或補償器)、垂直軸、基座、腳螺旋。按結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀和數字水準儀(又稱電子水準儀)。按精度分為精密水準儀和普通水準儀。

        水準儀是在17~18世紀發明了望遠鏡和水準器后出現的。20世紀初,在制出內調焦望遠鏡和符合水準器的基礎上生產出微傾水準儀。50年代初出現了自動安平水準儀,60年代研制出激光水準儀。90年代研制出了數字水準儀。歷史上,還有老式的活鏡水準儀等。

        儀器原理/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。作業時先用圓水準器將儀器粗略整平,每次讀數前再借助微傾螺旋,使符合水準器在豎直面內俯仰,直到符合水準氣泡精確居中,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,儀器結構堅固,特別是望遠鏡與管水準器之間的聯接牢固,裝有光學測微器,并配有精密水準標尺,以提高讀數精度。中國生產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,光學測微器最小讀數為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。

        自動安平

        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。補償的基本原理是: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構成的像點Z應落在十字絲交點Z上。當望遠鏡對水平線傾斜一小角α后,十字絲交點Z向上移動,但像點Z仍在原處,這樣即產生一讀數差ZZ。當很小時可以認為ZZ 的間距為α×f′(f′為物鏡焦距),這時可在光路中K點裝一補償器,使光線產生屈折角β,在滿足α×f′=β×S(S為補償器至十字絲中心的距離,即KZ)的條件下,像Z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Z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Z上,也同樣能達到Z和Z重合的目的。自動安平補償器按結構可分為活動物鏡、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,補償元件將產生擺動,為使“擺”的擺動能盡快地得到穩定,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、精度穩定,尤其在多風和氣溫變化大的地區作業更為顯著。

        激光水準儀

        利用激光束代替人工讀數的一種水準儀。將激光器發出的激光束導入望遠鏡筒內,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。經過望遠鏡調焦,在波帶板的調焦范圍內,獲得一明亮而精細的十字型或圓形的激光光斑,從而更精確地照準目標。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件裝配中,常用激光水準儀建立水平面或水平線。

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

        電子水準儀

        電子水準儀又稱數字水準儀,它是在自動安平水準儀的基礎上發展起來的。它采用條碼標尺,各廠家標尺編碼的條碼圖案不相同,不能互換使用。2013年前照準標尺和調焦仍需目視進行。人工完成照準和調焦之后,標尺條碼一方面被成象在望遠鏡分化板上,供目視觀測,另一方面通過望遠鏡的分光鏡,標尺條碼又被成象在光電傳感器(又稱探測器)上,即線陣CCD器件上,供電子讀數。因此,如果使用傳統水準標尺,電子水準儀又可以象普通自動安平水準儀一樣使用。不過這時的測量精度低于電子測量的精度。特別是精密電子水準儀,由于沒有光學測微器,當成普通自動安平水準儀使用時,其精度更低。

           
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