水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪（又称电子水准仪）。按精度分为精密水准仪和普通水准仪。①微倾水准仪。借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰，符合水准器居中，视线水平。②自动安平水准仪。借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而迅速获得视线水平时的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。③激光水准仪。利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶，即可进行水准测量；④数字水准仪。这是20世纪90年代新发展的水准仪，集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体，是现代科技最新发展的结晶。
水准仪是在17～18世纪发明了望远镜和水准器后出现的。20世纪初，在制出内调焦望远镜和符合水准器的基础上生产出微倾水准仪。50年代初出现了自动安平水准仪，60年代研制出激光水准仪。90年代研制出了数字水准仪。
水准仪主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。微倾水准仪（如图3－3）借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。作业时先用圆水准器将仪器粗略整平，每次读数前再借助微倾螺旋，使符合水准器在竖直面内俯仰，直到符合水准气泡精确居中，使视线水平。微倾的精密水准仪同普通水准仪比较，前者管水准器的分划值小、灵敏度高，望远镜的放大倍率大，明亮度强，仪器结构坚固，特别是望远镜与管水准器之间的联结牢固，装有光学测微器，并配有精密水准标尺，以提高读数精度。中国生产的微倾式精密水准仪，其望远镜放大倍率为40倍，管水准器分划值为10″／2mm，光学测微器最小读数为0．05mm，望远镜照准部分、管水准器和光学测微器都共同安装在防热罩内。
图3－3 DS3微倾水准仪
1—粗瞄准器；2—目镜；3—管水准器；4—圆水准器；5—定平螺旋；6—物镜；7—平制动螺旋；8—基座；9—目镜对光螺旋；10—物镜对光螺旋；11—微倾螺旋；12—水平微动螺旋
水准仪是用于水准测量的仪器，目前我国水准仪是按仪器所能达到的每千米往返测高差中数的偶然中误差这一精度指标划分的，共分为4个等级。
水准仪型号都以DS开头，分别为“大地”和“水准仪”的汉语拼音第一个字母，通常书写省略字母D。其精度可分为DS05，DS1，DS3和DS10等四个等级。其后“05”，“1”，“3”，“10”等数字表示该仪器的精度。S3级和S10级水准仪又称为普通水准仪，用于我国国家三等、四等水准及普通水准测量，S05级和S1级水准仪称为精密水准仪，用于国家一等、二等精密水准测量。
水准测量时还需配备水准尺和尺垫等（图3－4）。水准尺是水准测量时使用的标尺，其质量好坏直接影响水准测量的精度。因此，水准尺需用不易变形且干燥的优质木材制成，要求尺长稳定，分划准确。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。塔尺多用于等外水准测量，其长度有2m和5m两种，用两节或三节套接在一起。尺的底部为零点，尺上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0．5cm，每一米和分米处均有注记。双面水准尺多用于三等、四等水准测量。其长度有2m和3m两种，且两根尺为一对。尺的两面均有刻划，一面为红白相间称红面尺；另一面为黑白相间，称黑面尺（也称主尺），两面的刻划均为1cm，并在分米处注字。两根尺的黑面均由零开始；而红面，一根尺由4．687m开始至6．687m或7．687m；另一根由4．787m开始至6．787m或7．787m，见图3－4。
尺垫是在转点处放置水准尺用的，它用生铁铸成，一般为三角形，中央有一突起的半球体，下方有三个支脚。用时将支脚牢固地插入土中，以防下沉，上方突起的半球形顶点作为竖立水准尺和标志转点之用。
图3－4 水准尺及尺垫
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