水准仪检验校正的步骤

实训（四）　水准仪的检验与校正

1.实训目的

（1）了解水准仪的主要轴线及其应满足的几何条件。

（2）掌握水准仪检验与校正方法。

2.实训仪器及工具

每组配备DS₃型微倾水准仪一台（见图2－5），水准尺2根，尺垫2个，小改锥一把，校正针一根，记录板一块，自备铅笔。场地安排在视野开阔、土质坚硬、地势平坦的地方。

3.实训内容

（1）实训课时为2学时，每个实训小组由4～5人组成。

（2）按照实训方法和步骤进行DS₃型微倾水准仪圆水准器、十字丝横丝和水准管轴的检验和校正。

图2－5　水准仪轴线

4.实训方法和步骤

（1）圆水准器的检验和校正。

当圆水准气泡居中时，竖轴基本铅直，视准轴粗略水平。即圆水准器轴（L′L′）∥竖轴（VV）。

①检验。

安置仪器后，用脚螺旋粗平水准仪使气泡居中，然后将望远镜绕竖轴转180°，如气泡仍居中，表明条件满足；如气泡不居中，则需校正。

②校正。

a.校正原理：若圆水准器轴不平行于竖轴，如图2－6（a）所示，两轴夹角为α。将望远镜旋转180°后，竖轴不变，圆水准器轴变为图2－6（b）位置，此时圆水准器轴与竖轴间偏角为2α。校正时，只需将气泡向零方向返回一半，就能使圆水准器轴平行于竖轴。

b.用拨针调节圆水准器下面的三个校正螺钉，如图2－6所示。使气泡退回零点方向的一半，如图2－6（c）所示，此时气泡虽不居中，但圆水准器已平行于竖轴。

图2－6　圆水准器轴平行于竖轴的校正

c.转动脚螺旋使偏离一半的气泡居中，此时圆水准器轴与竖轴均处于铅垂位置，如图2－6（d）所示。

d.用这种方法反复检校，直到转到任何方向，气泡均居中为止，校正即可结束。最后，将三个校正螺钉拧紧。

（2）十字丝横丝的检验和校正。

①检验。

a.十字丝横丝一端对准远处一明显点状标志N，如图2－7（a）所示，拧紧制动螺旋。

b.旋转微动螺旋，使望远镜视准轴绕竖轴缓慢横向移动，如果N点沿着横丝移动，如图2－7（b）所示，则表示十字丝横丝与竖轴垂直，不需校正。

c.如果N点明显偏离横丝，如图2－7（c）、（d）所示，表示十字丝横丝不垂直于竖轴，需要校正。

图2－7　十字丝横丝垂直于竖轴的检校

②校正。

a.用螺丝刀松开十字丝分划板板座的固定螺钉，如图2－8所示，微微转动十字丝分划板板座，使N点沿十字丝横丝移动，再将固定螺钉拧紧。

b.此项校正要反复进行多次，直到满足条件为止。

图2－8　十字丝横丝的校正

c.当N点偏离横丝不明显时，一般不进行校正，在观测中可用竖丝与横丝的交点读数。

（3）水准管轴的检验和校正。

①检验。

若水准管轴不平行于视准轴，设它们之间的夹角为i。当水准管气泡居中，视准轴与水平视线产生倾斜角i，从而使读数产生偏差值Δ，称为i角误差。i角误差与距离成正比，距离越远，误差越大。若前后视距离相等，则两根尺子上的i角误差Δ也相等。因此，后视减前视所得高差不受其影响。

a.选择一平坦地面，在相距80m的A、B两点，打入木桩或放好尺垫后立水准尺，如图2－9所示。

图2－9　水准管轴的检校

b.用皮尺量取距A、B两点距离相等的O₁点，将水准仪安置于O₁点处，用两次仪高法测定A、B两点的高差。若两次高差之差不超过3mm，则取两高差平均值作为A、B两点的高差h_AB。

c.将水准器安置在距B点3m处的O₂点，读出B点水准尺上的读数b₂，因水准尺距B点很近，其i角引起的读数偏差可近似为零，即认为b₂读数正确。此时，可根据h_AB和b₂推算出A点水准尺的应该读数a_2算。

a_2算＝h_AB＋b₂

d.照准A点水准尺，读得A点读数为a₂，若a_2算＝a₂，则说明两轴平行；否则，存在i角，其值为

式中，D_AB为A、B两点间的平距，ρ″＝206265″。对于DS₃型水准仪，当i角值大于20″时，需进行校正。

②校正。

a.校正时，先调节望远镜微倾螺旋，使十字丝横丝对准A点水准尺的应该读数a_2算，此时视准轴处于水平位置，而水准管气泡却偏离了中心。

b.如图2－10所示，用拨针松开左、右两个校正螺丝，再按先松后紧的原则，分别拨动上、下两个校正螺钉，使水准管气泡居中，最后旋紧左、右两校正螺钉。此时水准管轴与视准轴相互平行，且都处于水平位置。

图2－10　水准管轴的校正

c.此项检验校正要反复进行，直到i角小于20″为止。

5.实训注意事项

（1）检验必须按照试验步骤进行，确认无误后才能进行校正。

（2）拨动校正螺丝时，应先松后紧，松紧适当，校正完毕后，校正螺丝应处于稍紧状态。

6.实训记录及报告书

根据检验结果，填写一般性检验记录表，如表2－6所示。

表2－6　一般性检验记录表

续表

7.思考

（1）微倾水准仪有哪几条轴线？应满足什么几何条件？

（2）水准仪检验内容有哪些？具体操作步骤和校正步骤是什么？