水准仪的检验与校正的介绍

实训4　水准仪的检验与校正

1．实训目的

①了解水准仪的构造、原理。

②掌握水准仪的主要轴线及其相互之间应满足的关系。

③掌握水准仪的检验和校正方法。

2．仪器设备

每组DS₃级微倾式水准仪1台、水准尺1对、尺垫2个、皮尺1把、记录板1块、小螺丝刀1把、校正针1根。

3．实训任务

每组完成水准仪的圆水准器、十字丝横丝及水准管与视准轴平行关系的检验与校正。

4．实训步骤与方法

1）圆水准器轴平行于仪器的竖轴的检验与校正

（1）检验

旋转脚螺旋，使圆水准气泡居中。之后将仪器绕竖轴旋转180°，气泡仍然居中，则表示该几何条件满足，不必校正如图6（a）所示。如果圆气泡偏离中心，如图6（b）所示，则表示该几何条件不满足，需要进行校正。

图6　水准仪的轴线

（2）校正

水准仪不动，旋转脚螺旋，使圆气泡向圆水准器中心方向移动偏离值的一半，如图6（c）粗线圆圈处，然后用校正针先稍松动一下圆水准器底下中间一个大一点的连接螺丝，如图7所示，再分别拨动圆水准器底下的三个校正螺丝，使圆气泡居中，如图6（d），校正完毕后，应记住把中间一个连接螺丝再旋紧。

图7　圆水准器校正螺丝

2）水准管轴平行于视准轴的检验与校正

当水准管轴在空间平行于望远镜的视准轴时，它们在竖直面上的投影是平行的，若两轴不平行，则在竖直面上的投影不平行，其交角i称为i角误差。

（1）检验

如图8所示，当存在i角误差的影响时，视线不在水平位置，由i角引起的误差随着仪器与水准尺距离的增大而增大。

图8　水准管轴平行于视准轴的检验

当仪器位于两尺的中点O时，前后尺读数a₁，b₁中所含的i角影响相等，所求高差不受影响。

检验时，在平坦地面上选定相距80m左右的两点A，B并置稳定的尺垫于两点处。先置仪器于A，B的中点O，用两次仪器高法精确测定A，B间高差两次，互差小于5mm取均值，此均值为不受i角影响的AB间高差测量结果，即正确高差，用h_AB表示。

置水准仪于距B点约2m处，精平后分别读取A，B点水准尺读数a₂，b₂，得AB间的第二次高差则两轴平行，无i角误差。否则，当i角大于20″时，应校正。

校正时先计算仪器在A尺上的正确读数a′₂和水准管轴与视准轴的交角为正确读数，b₂距离B点水准尺较近，认为无误差）i：

式中，D_a＋D_b为A，B点间距；P″为1弧度对应的“秒”值。i角大于20″时，要进行校正。

（2）校正

转动微倾螺旋使横丝在A尺上的读数从a₂移到a′₂，此时视准轴被调水平，但水准管气泡偏离中心，调节水准管上下两个校正螺丝（位于目镜一端）至水准管两端的影像符合，水准管轴水平，校正完成。校正过程中同样需要弄清楚水准管的升降方向，按前述顺序调节校正螺丝，校正固紧有关螺丝。

此法只适用于普通水准仪，对于自动安平水准仪，检验的方法相同，由于自动安平水准仪无水准管装置，故只能校正十字丝，如图9所示。

图9　十字丝横丝校正

3）望远镜十字丝的横丝垂直于仪器的竖轴的检验与校正

（1）检验

仪器整平后，十字丝的横丝应水平。当横丝不水平时，用横丝不同部位读数会不相同。检验时，将仪器整平，然后用横丝一端照准一固定点A，旋转微动螺旋使仪器水平旋转，若点之成像始终沿横丝移动，则横丝水平，否则，应校正。

（2）校正

拧下十字丝板护盖，松开十字丝板压环螺丝，微转十字丝板使横丝与A点相切，反复检校几次直至合格为止。

①要点　进行i角检验时，要仔细测量，保证精度，才能把仪器误差与观测误差区分开来。

②流程　圆水准器检校—十字丝横丝检校—水准管平行于视准轴（i角）检校。

5．实训记录

（1）圆水准器的检验

圆水准器气泡居中后，将望远镜旋转180°后，气泡＿＿＿＿＿（填“居中”或“不居中”）。

（2）十字丝横丝检验

在墙上找一点，使其恰好位于水准仪望远镜十字丝左端的横丝上，旋转水平微动螺旋，用望远镜右端对准该点，观察该点＿＿＿＿＿（填“是”或“否”）仍位于十字丝右端的横丝上。

（3）水准管平行于视准轴（i角）的检验

i＝＿＿＿＿＿