水准仪的检验与校正实验报告

2.6　水准仪的检验与校正

水准仪是进行高程测量的主要工具。水准仪的功能是提供一条水平的视线，而水平视线是依据水准管轴呈水平位置来实现的，如图2.27所示。一台合格的水准仪必须满足以下几个条件:①水准管轴应与视准轴平行;②圆水准器轴应与仪器竖直轴平行;③十字丝的横丝应与竖直轴垂直。其中，水准管轴与视准轴平行是水准仪应满足的主要条件。

图2.27

满足上述条件的目的是为了达到水准测量原理的要求，从而获得可靠的观测数据，以保证最后结果达到精度要求。由于仪器在长期的使用过程中不合理的操作，运输途中的振动等因素，使得水准仪不完全满足上述条件。为此，在进行水准测量之前，对所使用的水准仪必须进行检验，检验后不满足条件的还须校正，只有全部条件满足后水准仪才能进行水准测量。

仪器检验与校正的顺序原则是前一项检验不受后一项检验的影响，或者说后一项检验不破坏前一项检验条件的满足。因此，水准仪检验与校正应按下述顺序进行，不能颠倒。

2.6.1　圆水准器轴应平行于仪器竖直轴

1.检验

转动三个脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将水准仪望远镜旋转180°，若气泡仍然居中，说明此条件已满足;若气泡不居中，则说明此项条件不满足，必须进行校正。

2.校正

校正是用装在圆水准器下面的三个校正螺丝完成的，如图2.28所示。用校正针转动三个校正螺丝，使气泡向中心位置移动一半的偏差量。这时，圆水准器轴已与仪器竖直轴平行了。再转动脚螺旋使气泡向中心位置移动另一半的偏差量，即这时圆水准器气泡已经居中，两轴已处于铅垂状态了。这样反复进行，直到望远镜转到任何方向上，圆水准器气泡都居中时为止。

图2.28

2.6.2　十字丝横轴应垂直于竖直轴

1.检验

整平仪器，用望远镜中十字丝横丝的一端与远处同仪器等高的一个明显点状目标相重合，拧紧制动螺旋，如图2.29(a)所示。

转动微动螺旋，若目标从横丝的一端至另一端始终在横丝上移动，说明此项条件已经满足;若目标偏离横丝，如图2.29(b)所示，则说明此项条件不满足，须进行校正。

图2.29

2.校正

旋开目镜的护罩，露出十字丝分划板座的三个固定螺丝，如图2.30所示。用小改锥轻轻松开固定螺丝，转动十字丝分划板座，使横丝的一端与目标重合，并轻轻旋紧三个固定螺丝。然后再检验此项，直到满足条件为止。

图2.30

2.6.3　水准管轴应平行于视准轴

1.检验

(1)求出正确高差。

如图2.31(a)所示，在平坦的地面上选择相距约80m的A、B两点，放置尺垫或打木桩。在A、B的中点C上安置水准仪，用双仪高法测出A、B两点间高差h_AB(两次高差之差不超过±5mm，取其平均值)。由图2.31(a)可以看出

图2.31

因为仪器到两尺的距离相等，即使水准管轴与视准轴不完全平行，对读数产生的误差x相等，在计算高差时相互抵消，测出的高差h_AB就是正确高差。

(2)计算正确的前视读数，并判断条件是否满足。

如图2.31(b)所示，把水准仪搬到离A点约3m处，精确调平后读得A尺上的读数为a₂，因为仪器离A点很近，i角引起的读数误差很小，可忽略不计，即认为a₂读数正确。由a₂和高差h_AB就可计算出B点标尺上水平视线的读数b₂。即

然后，转动仪器照准B点标尺，精确调平后读取水准标尺读数为b₂'。如果b₂=b₂'，说明两轴平行;否则，两轴不平行而存在i角，其值为:

式中，D_AB为A、B两点间的距离。

测量规范规定，当DS₃水准仪i角绝对值大于20″时，需要进行校正。

2.校正

转动微倾螺旋，使水准读数为正确读数b₂，这时视准轴水平，而水准管气泡不居中(符合水准器半气泡影像错开)，如图2.32所示。先用校正针松开水准管一端左、右校正螺丝a和b，再调节上、下校正螺丝c和d，升高或降低水准管的一端，使气泡重新居中(符合水准器两个半气泡影像吻合)，然后旋紧各校正螺丝。此项校正需要反复进行，直到条件满足要求为止。

图2.32

在实际工作中也可用平行线法进行该项的检验与校正。

图2.33

如图2.33所示，在两面墙(电杆)中间安置水准仪。精确调平后分别在两面墙上十字丝横丝瞄准处画一条横线a₁和b₁。把仪器搬至距其中一面墙前约3m处，同样在墙上画出一条横线a₂，量取a₁、a₂间距l，在另一面墙上从b₁量取l得b₂横线(与a₂方向一致)。精确调平后照准b₂横线，若能瞄准b₂，说明两轴平行;否则，两轴不平行，当差值绝对值大于3mm时就应校正。

水准管轴平行于视准轴的检验应定期进行。