第二章第六節(jié)水準(zhǔn)儀的檢驗與校正

第六節(jié)水準(zhǔn)儀的檢驗與校正§3.4水準(zhǔn)儀的檢驗與校正(一)水準(zhǔn)儀應(yīng)滿足的幾何條件圓水準(zhǔn)器軸應(yīng)平行于儀器的豎軸L′L′//VV

水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸LL//ZZ

望遠(yuǎn)鏡十字絲橫絲應(yīng)垂直于儀器的豎軸(二)水準(zhǔn)儀的檢驗校正

1、圓水準(zhǔn)器軸平行于儀器的豎軸的檢驗校正（1）檢驗方法：旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中，之后將儀器水平旋轉(zhuǎn)180°，氣泡仍居中則正常，否則需要校正。（2）校正調(diào)節(jié)腳螺旋，使氣泡向中心移動偏距一半，用校正針撥圓水準(zhǔn)器底部的三個校正螺絲，使氣泡居中。在圓水準(zhǔn)器底部有四個螺絲如圖，位于圓周上的是三個校正螺絲2，中間的一個是松緊螺絲3用于圓水準(zhǔn)器的固定。注：校正前應(yīng)先轉(zhuǎn)松螺絲3，再撥校正螺絲。

校正完畢，要將螺絲旋緊。檢校應(yīng)反復(fù)2～3次，直至達(dá)到要求為止。

(3)檢校原理

當(dāng)圓水準(zhǔn)軸與縱軸不平行時，兩軸間必有一交角α。旋轉(zhuǎn)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中后，圓水準(zhǔn)器軸鉛垂，縱軸卻傾斜α角，如圖(a)。儀器平轉(zhuǎn)180°后，圓水準(zhǔn)器轉(zhuǎn)至縱軸的另一側(cè)，因兩軸夾角α的存在，此時的圓水準(zhǔn)軸相對于鉛垂線已傾斜了2α角，如圖(b)氣泡偏離圓水準(zhǔn)器中心，而縱軸相對垂線的傾角為α，故只需將氣泡向中心方向回調(diào)偏距的一半，縱軸便可鉛垂，如圖(c)，調(diào)節(jié)圓水準(zhǔn)器校正螺絲，使氣泡居中，圓水準(zhǔn)器軸也處于鉛垂位置，兩軸平行，如圖(d)所示。

2十字絲橫絲垂直于儀器豎軸的檢驗與校正檢驗：整平儀器后，用十字絲橫絲的一端對準(zhǔn)遠(yuǎn)處一明顯標(biāo)志點P，旋緊制動螺旋，轉(zhuǎn)動微動螺旋使儀器水平旋轉(zhuǎn)，點P成像始終沿橫絲移動，則橫絲水平，若移動時偏離橫絲4，則橫絲不水平，偏離量大時應(yīng)校正。

校正：旋下十字絲分劃板護(hù)罩，用螺絲刀松開四個壓環(huán)螺絲，按橫絲傾斜的反方向轉(zhuǎn)動十字絲組件，微轉(zhuǎn)十字絲板使橫絲與P點相切再進(jìn)行檢驗。反復(fù)檢、校幾次直至P點始終在橫絲上移動為止，則表示橫絲已經(jīng)水平，最后擰緊四個壓環(huán)螺絲。當(dāng)P點偏離橫絲的量很小時，只需在讀數(shù)時用橫絲中部讀數(shù)即可。

3

水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的檢驗與校正

當(dāng)水準(zhǔn)管軸在空間平行于望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸時，它們在豎直面上的投影是平行的，若兩軸不平行，則在豎直面上的投影不平行，其交角i稱為i角誤差。另外兩軸若在空間不平行，其在水平面的投影也不平行，其交角ε稱為交叉誤差，因其對普通水準(zhǔn)測量的影響很小，一般可忽略。（1）檢驗：受i角影響的高差hAB：當(dāng)Da=Db時，i角的影響將被抵消。當(dāng)存在i角影響時，且Da≠Db時，i角可由下式計算：檢驗：在平坦地面上選定相距80m左右的兩點A、B并置穩(wěn)定的尺墊于兩點處。先置儀器于A、B的中點O，用兩次儀器高法精確測定A、B間高差兩次，互差小于5mm取均值，此均值為不受i角影響的AB間高差測量結(jié)果，即正確高差，用hAB表示。

置水準(zhǔn)儀于距B點約2m處，精平后分別讀取A、B兩點水準(zhǔn)尺讀數(shù)a2、b2，得AB間的第二次高差h′AB＝a2-b2，如果hAB=h′AB，則兩軸平行無i角誤差。否則，應(yīng)校正。

(2)校正

校正時先計算儀器在A尺上的正確讀數(shù)a2′和水準(zhǔn)管軸與視準(zhǔn)軸的交角i：

a2=a2′+c

；i=｜a2-a′2｜ρ″/(Da+Db)=｜a2-a′2｜ρ″/80

Da+Db為A、B兩點間距。一、二等水準(zhǔn)測量，i角大于15″時，其它等級i角大于20″時，要進(jìn)行水準(zhǔn)管軸平行于視準(zhǔn)軸的校正。校正方法有兩種：

①校正十字絲。保持水準(zhǔn)管氣泡居中，旋下十字絲板外罩，調(diào)節(jié)十字絲板上的兩個校正螺絲(圖中的1、3)至十字絲的中橫絲對準(zhǔn)A尺上的正確讀數(shù)a2為止，視準(zhǔn)軸水平，校正完成。校正前，先需弄清十字絲橫絲是升還是降，按先松移動方向前端的螺絲后緊移動方向后端的校正螺絲的順序調(diào)節(jié)，校正完畢，應(yīng)固緊校正螺絲。此法對自動安平水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀均適用。②校正水準(zhǔn)管。轉(zhuǎn)動微傾螺旋使橫絲在A尺上的讀數(shù)從a2′移到

a2

，視準(zhǔn)軸被調(diào)水平，但水準(zhǔn)管氣泡偏離中心，調(diào)節(jié)水準(zhǔn)管上下兩個校正螺絲(位于目鏡一端)，圖(a)所示為水準(zhǔn)管兩端的影像符合，水準(zhǔn)管軸水平，校正完成。校正過程中同樣需要弄清楚水準(zhǔn)管的升降方向，按前述順序調(diào)節(jié)校正螺絲，校正固緊有關(guān)螺絲。此法只適用于普通水準(zhǔn)儀。對于自動安平水準(zhǔn)儀，檢驗的方法相同，由于自動安平水準(zhǔn)儀無水準(zhǔn)管裝置，故只能校正十字絲。自動安平水準(zhǔn)儀的十字絲校正如圖(b)所示，在目鏡端的望遠(yuǎn)鏡筒1中裝有十字絲環(huán)2，下為一彈簧筒3，上部為十字絲校正螺絲4，轉(zhuǎn)動校正螺絲，就可以使十字絲的橫絲上、下移動，達(dá)到校正目的。校正后應(yīng)實測水準(zhǔn)一站，檢驗校正的結(jié)果和確保水準(zhǔn)儀的這一主要幾何條件符合要求。六、水準(zhǔn)尺的檢驗與校正（一)水準(zhǔn)尺分劃面彎曲差（矢距）的測定

對普通水準(zhǔn)尺，應(yīng)有：f<8mm（f是尺面間的最大垂距。）

其彎曲對高差無多大的影響，否則應(yīng)進(jìn)行尺長改正，改正公式為：Δl=8f2/3l

式中：l為水準(zhǔn)尺尺長；Δl為水準(zhǔn)尺尺長改正數(shù)。

(二)圓水準(zhǔn)器的水準(zhǔn)軸應(yīng)平行于尺面的檢驗校正安置水準(zhǔn)儀，在距儀器50m左右處的尺墊上豎立水準(zhǔn)尺。瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺使豎絲與尺身—邊緣相切，觀察氣泡，將水準(zhǔn)尺轉(zhuǎn)90°，再觀察氣泡，若均居中，水準(zhǔn)器水準(zhǔn)軸滿足平行于尺面的要求，否則應(yīng)調(diào)整校正螺絲使氣泡居中，然后重復(fù)前述步驟再作檢驗校正，直至再轉(zhuǎn)90°，氣泡仍居中為止。

（三）、水準(zhǔn)尺分劃正確性檢驗包括：

每米分劃間隔正確性檢驗每分米分劃間隔正確性檢驗水準(zhǔn)尺紅面與黑面零點差（尺常數(shù)K）的測定一對水準(zhǔn)尺黑面零點差的測定1、水準(zhǔn)尺每米分劃間隔正確性檢驗水準(zhǔn)尺每米平均真長的測定目的在于了解水準(zhǔn)尺的名義長度與實際長度之差。規(guī)范規(guī)定對于三、四等水準(zhǔn)測量用的木質(zhì)水準(zhǔn)尺，規(guī)定每米長度的誤差不得超過±0。5mm，否則應(yīng)對高差進(jìn)行改正。將水準(zhǔn)尺平置于檢驗平臺上，用檢驗尺(一級線紋米尺)實測尺面分劃上每米間隔(尺段)長度。檢驗尺兩端要同時讀取水準(zhǔn)尺整米分劃在檢驗尺上的讀數(shù)，估讀至0．1個分劃，即0．02mm。每尺段測定2次，兩次間應(yīng)將線紋米尺作微移，使讀數(shù)變化，兩次左右端讀數(shù)差之差不得超過0．06mm。每尺段測定一次溫度，檢測應(yīng)往返進(jìn)行。水準(zhǔn)尺的紅黑面均應(yīng)檢定。將水準(zhǔn)尺每米間隔長度的兩次觀測值取中數(shù)作為每尺段的最后觀測成果，然后據(jù)所測溫度和檢驗尺的尺長方程式，求出尺長改正數(shù)和溫度改正數(shù)，改正后得水準(zhǔn)尺每米段的實長，分別求出各米段往測(或返測)實長，單面(紅面或黑面)往返共計6個米段，取其均值。另一面同法求定每米段的均值。最后取紅、黑面米段實長平均值作為該水準(zhǔn)尺一米間隔的真長。同樣的方法測定并計算出另一根水準(zhǔn)尺一米間隔的平均實長。兩根水準(zhǔn)尺一米間隔平均實長的平均值，即為一對水準(zhǔn)尺每米間隔平均實長，從而求得對水準(zhǔn)尺每米尺長改正數(shù)。2

水準(zhǔn)尺紅面與黑面零點差(尺常數(shù)K)的測定一對雙面水準(zhǔn)尺的紅黑面零點的理論差，一個為4687mm，另一個為4787mm，其差如果不正確將影響水準(zhǔn)讀數(shù)。檢定的方法是：安置好水準(zhǔn)儀；在距離水準(zhǔn)儀約20m處，打一個頂部有

球形鐵釘?shù)哪緲?，或放一尺墊；將水準(zhǔn)尺豎立在上面。照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的黑面，精平儀器讀

數(shù)。立即轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)尺對紅面進(jìn)行讀數(shù)。兩數(shù)之差即為紅黑面零點差。以不同的儀器高度用同樣的方法測定四次，取其平均值為紅黑面零點差，以此測定值作為水準(zhǔn)測量時的黑紅面讀數(shù)

的檢核。

3

一對水準(zhǔn)尺黑面零點差的測定水準(zhǔn)尺黑面的底面均自零開始，一對水準(zhǔn)尺黑面零點應(yīng)相同，若不相同，其差值稱為一對水準(zhǔn)尺黑面零點差。測定時將水準(zhǔn)尺平置于檢測平臺，緊貼底面置一雙面刀片，用一級線紋米尺丈量一分米分劃至底面的距離d。d與一分米的差Δ