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水準(zhǔn)儀的種類原理有使用方法?
水準(zhǔn)儀是根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理測(cè)量地面點(diǎn)間高差的儀器。水準(zhǔn)儀是在17~18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初,在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)了自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀;60年代研制出激光水準(zhǔn)儀;90年代出現(xiàn)電子水準(zhǔn)儀或數(shù)字水準(zhǔn)儀。
水準(zhǔn)儀,英文:level,
水準(zhǔn)儀
建立水平視線測(cè)定地面兩點(diǎn)間高差的儀器。主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器(或補(bǔ)償器)、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。
借助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準(zhǔn)器分劃值小、靈敏度高。望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器聯(lián)結(jié)成一體。憑借微傾螺旋使管水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)微作俯仰,符合水準(zhǔn)器居中,視線水平。
借助自動(dòng)安平補(bǔ)償器獲得水平視線。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量?jī)A斜時(shí),
自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀
補(bǔ)償器在重力作用下對(duì)望遠(yuǎn)鏡作相對(duì)移動(dòng),從而迅速獲得視線水平時(shí)
的標(biāo)尺讀數(shù)。這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定。
利用激光束代替人工讀數(shù)。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。在水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動(dòng)跟蹤的光電接收靶,即可進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量
這是20世紀(jì)90年代發(fā)展的水準(zhǔn)儀,集光機(jī)電、計(jì)算機(jī)和圖像處理等高新技術(shù)為一體,是現(xiàn)代科技新發(fā)展的結(jié)晶。
水準(zhǔn)儀是在17~18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初,在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。50年代初出現(xiàn)了自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,60年代研制出激光水準(zhǔn)儀。90年代研制出了數(shù)字水準(zhǔn)儀。歷*,還有老式的活鏡水準(zhǔn)儀等。
借助于微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準(zhǔn)儀。作業(yè)時(shí)先用圓水準(zhǔn)器將儀器粗略整平,每次讀數(shù)前再借助微傾螺旋,使符合水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)俯仰,直到符合水準(zhǔn)氣泡居中,使視線水平。微傾的精密水準(zhǔn)儀同普通水準(zhǔn)儀比較,前者管水準(zhǔn)器的分劃值小、靈敏度高,望遠(yuǎn)鏡的放大倍率大,明亮度強(qiáng),儀器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固,特別是望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器之間的聯(lián)接牢固,裝有光學(xué)測(cè)微器,并配有精密水準(zhǔn)標(biāo)尺,以提高讀數(shù)精度。中國(guó)生產(chǎn)的微傾式精密水準(zhǔn)儀,其望遠(yuǎn)鏡放大倍率為40倍,管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2毫米,光學(xué)測(cè)微器小讀數(shù)為0.05毫米,望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)部分、管水準(zhǔn)器和光學(xué)測(cè)微器都共同安裝在防熱罩內(nèi)。
借助于自動(dòng)安平補(bǔ)償器獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀。它的特點(diǎn)主要是當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量?jī)A斜時(shí),補(bǔ)償器在重力作用下對(duì)望遠(yuǎn)鏡作相對(duì)移動(dòng),從而能自動(dòng)而迅速地獲得視線水平時(shí)的標(biāo)尺讀數(shù)。補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵寒?dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí),與物鏡主點(diǎn)同高的水準(zhǔn)標(biāo)尺上物點(diǎn)P構(gòu)成的像點(diǎn)Z0應(yīng)落在十字絲交點(diǎn)Z上。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡對(duì)水平線傾斜一小角α后,十字絲交點(diǎn)Z向上移動(dòng),但像點(diǎn)Z0仍在原處,這樣即產(chǎn)生一讀數(shù)差Z0Z。當(dāng)很小時(shí)可以認(rèn)為Z0Z 的間距為α×f′(f′為物鏡焦距),這時(shí)可在光路中K點(diǎn)裝一補(bǔ)償器,使光線產(chǎn)生屈折角β,在滿足α×f′=β×s0(s0為補(bǔ)償器至十字絲中心的距離,即KZ)的條件下,像Z0就落在Z點(diǎn)上;或使十字絲自動(dòng)對(duì)儀器作反方向擺動(dòng),十字絲交點(diǎn)Z落在Z0點(diǎn)上。
如光路中不采用光線屈折而采用平移時(shí),只要平移量等于Z0Z,則十字絲交點(diǎn)Z落在像點(diǎn)Z0上,也同樣能達(dá)到Z0和Z重合的目的。自動(dòng)安平補(bǔ)償器按結(jié)構(gòu)可分為活動(dòng)物鏡、活動(dòng)十字絲和懸掛棱鏡等多種。補(bǔ)償裝置都有一個(gè)“擺”,當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線略有傾斜時(shí),補(bǔ)償元件將產(chǎn)生擺動(dòng),為使“擺”的擺動(dòng)能盡快地得到穩(wěn)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(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定,尤其在多風(fēng)和氣溫變化大的地區(qū)作業(yè)更為顯著。
利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi),使其沿視準(zhǔn)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(yuǎn)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(jīng)過(guò)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦,在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi),獲得一明亮而精細(xì)的十字型或圓形的激光光斑,從而更地照準(zhǔn)目標(biāo)。如在前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動(dòng)跟蹤的光電接收靶,即可進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量。在施工測(cè)量和大型構(gòu)件裝配中,常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。
數(shù)字水準(zhǔn)儀是目前的水準(zhǔn)儀,配合專門的條碼水準(zhǔn)尺,通過(guò)儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng),自動(dòng)獲取水準(zhǔn)尺的條碼讀數(shù),不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測(cè)繪作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,避免人為的主觀讀數(shù)誤差,提高測(cè)量精度和效率。
電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀,它是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它采用條碼標(biāo)尺,各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同,不能互換使用。2013年前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后,標(biāo)尺條碼一方面被成象在望遠(yuǎn)鏡分化板上,供目視觀測(cè),另一方面通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的分光鏡,標(biāo)尺條碼又被成象在光電傳感器(又稱探測(cè)器)上,即線陣CCD器件上,供電子讀數(shù)。因此,如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺,電子水準(zhǔn)儀又可以象普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。不過(guò)這時(shí)的測(cè)量精度低于電子測(cè)量的精度。特別是精密電子水準(zhǔn)儀,由于沒有光學(xué)測(cè)微器,當(dāng)成普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí),其精度更低。
當(dāng)前電子水準(zhǔn)儀采用了原理上相差較大的三種自動(dòng)電子讀數(shù)方法:
1)相關(guān)法(徠卡NA3002/3003)
2) 幾何法(蔡司DiNi10/20)
3) 相位法(拓普康DL101C/102C)
DS03高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是采用內(nèi)置式的測(cè)微平板結(jié)構(gòu),采用齒輪直接嚙合的測(cè)微結(jié)構(gòu),*消除了傳統(tǒng)測(cè)微平板結(jié)構(gòu)中存在的行差,讀數(shù)由顯示屏上直接顯示,消除了測(cè)微尺讀數(shù)存在的讀數(shù)誤差,儀器采用全密封設(shè)計(jì),能有效地防塵防水,密封等級(jí)可達(dá)IP55;放大倍率和物鏡口徑更大,觀測(cè)目標(biāo)更清晰;補(bǔ)償器的固定采用獲得國(guó)家的新技術(shù),提高了儀器的可靠性和穩(wěn)定性。儀器外觀平衡協(xié)調(diào),安置穩(wěn)定,水準(zhǔn)器精度更高,居中性能更好。
DS03高精密水準(zhǔn)儀
DS03水準(zhǔn)儀是當(dāng)前*能做到批量生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)高精密級(jí)水準(zhǔn)儀,必將以其穩(wěn)定可靠的性能、高等級(jí)的測(cè)量精度、*新穎的外形結(jié)構(gòu)新一代國(guó)產(chǎn)水準(zhǔn)儀的潮流。DS03高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是內(nèi)置測(cè)微平板的高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀,儀器利用自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)置編碼器和數(shù)字電路處理的測(cè)微系統(tǒng),并由顯示屏直接顯示測(cè)微讀數(shù),直讀0.01mm,可靠,重要的一點(diǎn)是,DS03水準(zhǔn)儀1km往返水準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到0.3mm的水平,在國(guó)內(nèi)所有品種水準(zhǔn)儀中是高的。經(jīng)測(cè)試,1km往返差*達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)高精密級(jí)水準(zhǔn)儀的要求。
DS03水準(zhǔn)儀是一款真正的高精密級(jí)光學(xué)水準(zhǔn)儀,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都滿足國(guó)標(biāo)《水準(zhǔn)儀GB 101562009》
中系列儀器的要求。
可以應(yīng)用于國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量及地震水準(zhǔn)測(cè)量,建筑工程測(cè)量,變形及沉降監(jiān)測(cè),礦山測(cè)量,
大型機(jī)器安裝,工具加工測(cè)量和精密工程測(cè)量等。
●水準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)量 / ●變形監(jiān)測(cè)、地面沉降的監(jiān)測(cè) / ●工業(yè)測(cè)量 / ●隧道和礦山測(cè)量 / ●地形測(cè)量 水準(zhǔn)線路測(cè)量、
區(qū)域水準(zhǔn)測(cè)量、水準(zhǔn) 網(wǎng)測(cè)量、等高線測(cè)量 / ●道路和鐵路施工放樣縱斷面測(cè)量、橫斷面測(cè)量、高程放樣
拓普康電子水準(zhǔn)儀DL101C/102C采用相位法。標(biāo)尺的條碼象經(jīng)望遠(yuǎn)鏡、調(diào)焦鏡、補(bǔ)償器的光學(xué)零件和分光鏡后,分成兩路,一路成象在CCD線陣上,用于進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,另一路成象在分劃板上,供目視觀測(cè)。DL101標(biāo)尺上部份條碼的圖案,其中有三種不同的碼條。R表示參考碼,其中有三條2mm寬的黑色碼條,每?jī)蓷l黑色碼條之間是一條1mm寬的黃色碼條。以中間的黑碼條的中心線為準(zhǔn),每隔30mm就有一組R碼條重復(fù)出現(xiàn)。在每組R碼條左邊10mm處有一道黑色的B碼條。在每組參考碼R的右邊10mm處為一道黑色的A碼條。讀者不難發(fā)現(xiàn),每組R碼條兩邊的A和B碼條的寬窄不相同,實(shí)際上A和B碼條的寬度是在0到10mm之間變化,這兩種碼包含了水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)的高度信息。 儀器設(shè)計(jì)時(shí)有意安排了它們的寬度按正弦規(guī)律變化。其中A碼條的周期為600mm,B碼條的周期為570mm。當(dāng)然,R碼條組兩邊的黃碼條寬度也是按正弦規(guī)律變化的,這樣在標(biāo)尺長(zhǎng)度方向上就形成了亮暗強(qiáng)度按正弦規(guī)律周期變化的亮度波。條碼的下面畫出了波形??v坐標(biāo)表示黑條碼的寬度,橫坐標(biāo)市標(biāo)尺的長(zhǎng)度。實(shí)線為A碼的亮度波,虛線為B碼的亮度波。由于A和B兩條碼變化的周期不同,也可以說(shuō)A和B亮度波的波長(zhǎng)不同,在標(biāo)尺長(zhǎng)度方向上的每一位置上兩亮度波的相位差也不同。這種相位差就好象傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺上的分劃,它可由標(biāo)出標(biāo)尺的長(zhǎng)度。只要3能測(cè)出標(biāo)尺底部某處的相位差,也就可由知道該處到標(biāo)尺底部的高度,因?yàn)橄辔徊羁梢宰鞯胶蜆?biāo)尺長(zhǎng)度一一對(duì)應(yīng),即具有單值性。這就是適當(dāng)選則兩亮度波的波長(zhǎng),在DL101中A碼的周期為600mm,B碼的周期為570mm,它們的小公倍數(shù)為11400mm,因此在3m長(zhǎng)的標(biāo)尺上不會(huì)有相同的相位差。為了確保標(biāo)尺底端面,或說(shuō)相位差分劃的端點(diǎn)相位差具有*性,A和B碼的相位在此錯(cuò)過(guò)了π/2。
DL-102C的標(biāo)尺與DL-101C的略有區(qū)別,DL-102C的標(biāo)尺為白底黑條碼,A碼的波長(zhǎng)為330mm,小公倍數(shù)為3300mm。A和B碼在波長(zhǎng)底部錯(cuò)開的相位差為π。DL101-C的標(biāo)尺與DL-102C的標(biāo)尺可由互換使用。
當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)標(biāo)尺后,標(biāo)尺上某一段的條碼就成象在線陣CCD上,黃條碼使CCD產(chǎn)生光電流,隨條碼寬窄的改變,光電流強(qiáng)度也變化。將它進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)后,得到不同的灰度值。視距在Δ0.6m時(shí)標(biāo)尺上某小段成象到CCDA上經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后,得到的不同灰度值(縱坐標(biāo)),橫坐標(biāo)是CCD上象素的序號(hào),當(dāng)灰度值逐一輸出時(shí),橫軸就代表時(shí)間了。橫坐標(biāo)標(biāo)記的數(shù)字判斷,儀器采用了512個(gè)象素的線陣CCD。視距和視線高的信息的測(cè)量信號(hào)。
如何從上述測(cè)量信號(hào)中求出A和B兩亮度波的相位差呢?下文用測(cè)量人員容易理解的方式來(lái)說(shuō)明。設(shè)想縱坐標(biāo)的灰度值就是表示亮度大小的十進(jìn)位數(shù)字,而且橫坐標(biāo)尺寸已放大到和標(biāo)尺尺寸一致。用一波長(zhǎng)為600mm的正弦曲線中的離散灰度值曲線擬合,就可由得到A波的大振幅和初相位。再用波長(zhǎng)為570mm的正弦曲線,就可由得到B波的大振幅和初相位。人們對(duì)大振幅不太感興趣,因?yàn)殡S著標(biāo)尺上的照度不同,大振幅在不同次數(shù)的測(cè)量中也不同,對(duì)求視線高無(wú)關(guān)緊要。求出的A和B兩亮度波的初相位之差就是高度數(shù)據(jù)。不過(guò)這是與CCD上*個(gè)象素對(duì)應(yīng)的位置到標(biāo)尺底端面的高度。人們不難把它換算成CCD中點(diǎn)象素上的相位差,這就好象是中絲讀數(shù)。
像上述那樣人工處理測(cè)量信號(hào)是很麻煩的,而且很費(fèi)時(shí)間。在DL系列中則采用快速傅里葉變換(FFT)計(jì)算方法將測(cè)量信號(hào)在信號(hào)分析器中分解成三個(gè)頻率分量。由A和B兩信號(hào)的相位求相位差,即得到視線高讀數(shù)。這只是初讀數(shù)。因?yàn)橐暰嗖煌瑫r(shí),標(biāo)尺上的波長(zhǎng)與測(cè)量信號(hào)波長(zhǎng)的比例不同。雖然在同一視距上A和B的波長(zhǎng)相同,可由求出相位差,或說(shuō)視線高,但是可以想象其精度并不高。
R碼是為了提高讀數(shù)精度和求視距二安排的。設(shè)兩組R碼的間距為P(=30mm),它在CCD行陣上成象所占的象素個(gè)數(shù)為Z,象素寬為D(=25μm),則P在CCD行陣上的成象長(zhǎng)度為:
L=Z*b (3-1)
Z可由一信號(hào)分析中得出,b是CCD光敏窗口的寬度,因此l和P都為已知數(shù)據(jù)。根據(jù)幾何光學(xué)成象原理,可以象傳統(tǒng)儀器用視距絲測(cè)量距離的視距測(cè)量原理一樣求出視距:
D=P/l*f (3-2)
式中f是望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距。同時(shí)還可以求出物象比
A=P/l (3-3)
于是將測(cè)量信號(hào)放大到與標(biāo)尺上的一樣時(shí),再進(jìn)行相位測(cè)量,就可以得出相位差,即視線高。
電子水準(zhǔn)儀的三種測(cè)量原理各有奧妙,三類儀器都經(jīng)受了各種檢驗(yàn)和實(shí)際測(cè)量的考驗(yàn),能勝任精密水準(zhǔn)測(cè)量作業(yè)。拓普康公司在原理上能獨(dú)樹一幟,說(shuō)明該公司具有雄厚的技術(shù)實(shí)力,市的值得信賴的公司。
電子水準(zhǔn)儀是以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ),在望遠(yuǎn)鏡光路中增加了分光鏡和探測(cè)器(CCD),并采用條碼標(biāo)尺和圖象處理電子系統(tǒng)二構(gòu)成的光機(jī)電測(cè)一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標(biāo)尺時(shí),又可象一般自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。它與傳統(tǒng)儀器相比有以下共同特點(diǎn): 1) 讀數(shù)客觀。*、誤記問(wèn)題,沒有人為讀數(shù)誤差。
2) 精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖象經(jīng)處理后取平均得出來(lái)的,因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能,可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進(jìn)行高精度測(cè)量。
3) 速度快。由于省去了報(bào)數(shù)、聽記、現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算的時(shí)間以及人為出錯(cuò)的重測(cè)數(shù)量,測(cè)量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。
4) 效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù),減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。視距還能自動(dòng)記錄,檢核,處理并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理,可實(shí)線內(nèi)外業(yè)一體化。
拓普康DL系列作為電子水準(zhǔn)儀家族中的一員。以高性能、低價(jià)格深受廣大用戶的歡迎。DL系列造型美觀、內(nèi)置功能強(qiáng)、菜單功能豐富、操作界面友好,有各種信息提示,大大方便了實(shí)際操作?!?)在字母狀態(tài)下,可輸入數(shù)字、大小寫字母及常用標(biāo)點(diǎn)符號(hào)如(!"#%§$’()*_+@<>等)。
2)即可以進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量(用條碼標(biāo)尺,可使用三種標(biāo)尺:鋁合金標(biāo)尺SA-5M、玻璃纖維尺SG-3M和銦鋼尺SI-3/T或SI-3),又可以進(jìn)行人工讀數(shù)(普通標(biāo)尺)。
3)有多次測(cè)量、自動(dòng)求平均值,統(tǒng)計(jì)測(cè)量誤差功能。
4)有三種線路水準(zhǔn)測(cè)量模式:后前前后、后后前前、后前。給定測(cè)量限差值,儀器可自動(dòng)判斷測(cè)量現(xiàn)差,超*提示重測(cè),能自動(dòng)計(jì)算線路閉合差等。
5)DL系列有三種記錄模式:即RAM方式,直接存在儀器內(nèi)部RAM中(128K),可存大約2400組數(shù)據(jù):RS-232C方式,可通過(guò)電纜將測(cè)量數(shù)據(jù)存到外接計(jì)算機(jī)或用戶開發(fā)的電子手簿,進(jìn)行聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)測(cè)量:OFF方式,測(cè)量結(jié)果只顯示在儀器屏幕上,不進(jìn)行存儲(chǔ)。DL系列主機(jī)內(nèi)存可存儲(chǔ)約1100個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù),并在前一型號(hào)DL系列基礎(chǔ)上增加了PCMCIA卡存儲(chǔ)功能。PCMCIA卡的容量主要有256K、512K、1M。
6)雖然儀器的顯示屏較小,但保存在儀器內(nèi)部的測(cè)量結(jié)果可在儀器上用SRCH鍵進(jìn)行查閱。
7)具有高程放樣和測(cè)量水準(zhǔn)支點(diǎn)的功能。
8)當(dāng)測(cè)量鍵不起作用時(shí)(如光線太暗、遮擋太多時(shí)),可輸入人工測(cè)量的高程和平距讀數(shù),以使線路水準(zhǔn)測(cè)量程序能繼續(xù)進(jìn)行。
9)有倒置標(biāo)尺功能,適合于天花板、地下水準(zhǔn)測(cè)量。
10)DL101系列具有獨(dú)立的測(cè)距功能可方便地用于前、后視距離測(cè)量,精度為1Cm至5Cm 。
11)可用來(lái)概略測(cè)定水平角,精度到1度或1gon。
12)標(biāo)尺為等間距分劃,可以象檢驗(yàn)普通水準(zhǔn)標(biāo)尺一樣,檢驗(yàn)它的分劃誤差。
13)儀器有i 角檢驗(yàn)程序,在野外可方便地進(jìn)行i 角檢驗(yàn)。
水準(zhǔn)儀適用于水準(zhǔn)測(cè)量的儀器,中國(guó)水準(zhǔn)儀是按儀器所能達(dá)到的每千米往返測(cè)高差中數(shù)的偶然中誤差這一精度指標(biāo)劃分的,共分為4個(gè)等級(jí)。
水準(zhǔn)儀型號(hào)都以DS 開頭,分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音*個(gè)字母,通常書寫省略字母D。其后"0.5”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。S3級(jí)和S10級(jí)水準(zhǔn)儀又稱為普通水準(zhǔn)儀,用于中國(guó)國(guó)家三、四等水準(zhǔn)及普通水準(zhǔn)測(cè)量,S0.5級(jí)和S1級(jí)水準(zhǔn)儀稱為精密水準(zhǔn)儀,用于中國(guó)國(guó)家一、二等精密水準(zhǔn)測(cè)量:
水準(zhǔn)儀型號(hào) | DS0.5 | DS1 | DS3 | DS10 |
千米往返高差中數(shù)偶然中誤差 | ≤0.5mm | ≤1mm | ≤3mm | ≤10mm |
主要用途 | 國(guó)家一等水準(zhǔn)測(cè)量及地震監(jiān)測(cè) | 國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量及精密水準(zhǔn)測(cè)量 | 國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量及一般工程水準(zhǔn)測(cè)量 | 一般工程水準(zhǔn)測(cè)量 |
在未知兩點(diǎn)間,擺開三腳架,從儀器箱取出水準(zhǔn)儀安放在三腳架上,利用三個(gè)機(jī)座螺絲調(diào)平,使圓氣泡居中,跟著調(diào)平管水準(zhǔn)器。水平制動(dòng)手輪是調(diào)平的,在水平鏡內(nèi)通過(guò)三角棱鏡反射,水平重合,就是平水。將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)未知點(diǎn)(1)上的塔尺,再次調(diào)平管水平器重合,讀出塔尺的讀數(shù)(后視),把望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到未知點(diǎn)(2)的塔尺,調(diào)整管水平器,讀出塔尺的讀數(shù)(前視),記到記錄本上。
計(jì)算公式:兩點(diǎn)高差=前視-后視。
將儀器擺在兩固定點(diǎn)中間,標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線,稱為a、b線,移動(dòng)儀器到固定點(diǎn)一端,標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線,稱為a’、b ’。計(jì)算如果a-b≠a’-b ’時(shí),將望遠(yuǎn)鏡橫絲對(duì)準(zhǔn)偏差一半的數(shù)值。用校針將水準(zhǔn)儀的上下螺釘調(diào)整,使管水平泡吻合為止。重復(fù)以上做法,直到相等為止。
1.水準(zhǔn)儀是精密的光學(xué)儀器,正確合理使用和保管對(duì)儀器精度和壽命有很大的作用
2.避免陽(yáng)光直曬,不許可證隨便拆卸儀器
3.儀器有故障,由熟悉儀器結(jié)構(gòu)者或修理部修理
4.每個(gè)微調(diào)都應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng),不要用力過(guò)大。鏡片、光學(xué)片不準(zhǔn)用手觸片
5.每次使用完后,應(yīng)對(duì)儀器擦干凈,保持干燥。
水準(zhǔn)儀的使用包括:水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個(gè)步驟。
1. 安置 安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測(cè)點(diǎn)之間。 首先打開三腳架并使高度適中,用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固,然后打開儀器箱,用連接螺旋將水準(zhǔn)儀器連接在三腳架上。
2. 粗平 粗平是使儀器的視線粗略水平,利用腳螺旋置圓水準(zhǔn)氣泡居于圓指標(biāo)圈之中。具體方法:用儀器練習(xí)。在整平過(guò)程中,氣泡移動(dòng)的方向與大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。
3. 瞄準(zhǔn) 瞄準(zhǔn)是用望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。 首先是把望遠(yuǎn)鏡對(duì)向遠(yuǎn)處明亮的背景,轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋,使十字絲清晰。再松開固定螺旋,旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡,使照門和準(zhǔn)星的連接對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺,擰緊固定螺旋。后轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋,使水準(zhǔn)尺的清晰地落在十字絲平面上,再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋,使水準(zhǔn)尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。
4. 精平 精平是使望遠(yuǎn)鏡的視線水平。微傾水準(zhǔn)儀,在水準(zhǔn)管上部裝有一組棱鏡,可將水準(zhǔn)管氣泡兩端,折射到鏡管旁的符合水準(zhǔn)觀察窗內(nèi),若氣泡居中時(shí),氣泡兩端的象將符合成一拋物線型,說(shuō)明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合,說(shuō)明視線不水平。這時(shí)可用右手轉(zhuǎn)動(dòng) 微傾螺旋使氣泡兩端的象*符合,儀器便可提供一條水平視線,以滿足水準(zhǔn)測(cè)量基本原理的要求。注意:氣泡左半部分的移動(dòng)方向,總與右手大拇指的方向不一致。
5. 讀數(shù) 用十字絲,截讀水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。水準(zhǔn)儀多是倒象望遠(yuǎn)鏡,讀數(shù)時(shí)應(yīng)由上而下進(jìn)行。先估讀毫米級(jí)讀數(shù),后報(bào)出全部讀數(shù)。注意,水準(zhǔn)儀使用步驟一定要按上面順序進(jìn)行,不能顛倒,特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整, 一定要在讀數(shù)前進(jìn)行。