水准仪的认识及使用（DS3）

实训1　水准仪的认识及使用（DS₃）

1．实训目的

①了解DS₃级微倾式水准仪的基本构造和性能。

②熟悉水准仪各部件的名称及功能。

③掌握水准仪的使用方法。

2．仪器设备

每组DS₃水准仪1台、三脚架1个、水准尺1对、记录板1个。

3．实训任务

每位同学完成整平水准仪4次、读水准尺读数4次。

4．实训步骤与方法

1）认识水准仪的构造和各部件名称

图1为DS₃级微倾式水准仪的外形及各部件名称。

图1　DS₃水准仪

2）水准仪的安置与使用

（1）安置仪器

仪器所安置的地点称为测站。在测站上松开三脚架伸缩螺旋，按需要调整架腿的长度，将螺旋拧紧。先将三脚架架腿，使架头大致水平，把三脚架的脚尖踩入土中；然后把水准仪从箱中取出，放到三脚架架头上，一手握住仪器，一手将三脚架架头上的连接螺旋旋入仪器基座内，拧紧，并检查是否已真正连接牢固，关上仪器箱。

（2）粗平

粗略整平简称粗平。通过调节脚螺旋将圆水准器气泡居中，使仪器的竖轴大致竖直，从而使视准轴（即视线）基本水平。如图2（a）所示，首先用双手的大拇指和食指按箭头所指方向转动脚螺旋①②，使气泡从偏离中心的位置a沿①和②脚螺旋连线方向移动到位置b，如图2（b）所示，然后用左手按箭头所指方向转动脚螺旋③立使气泡居中，如图2（c）所示。气泡移动的方向始终与左手大拇指转动的方向一致，称之为“左手大拇指法则”。

图2　使圆水准器气泡居中

（3）瞄准

瞄准目标简称瞄准。把望远镜对准水准尺，进行调焦（对光），使十字丝和水准尺成像都十分清晰，以便于读数。具体操作过程为：

①目镜调焦　将望远镜对向明亮背景，转动目镜对光螺旋，使十字丝十分清晰。

②初步瞄准　松开制动螺旋，用望远镜上的缺口和准星瞄准水准尺，旋紧制动螺旋固定望远镜。

③物镜调焦　转动物镜对光螺旋，使水准尺成像十分清晰。

④精确瞄准　用微动螺旋使十字丝靠近水准尺一侧，此时，可检查水准尺在左、右方向是否有倾斜，如有倾斜，则要指挥立尺者纠正。

⑤消除视差　转动微动螺旋使十字丝竖丝位于水准尺上，如果调焦不到位，就会使尺子成像面与十字丝分划平面不重合，如图3所示，此时，观测者的眼睛靠近目镜端上下微微移动就会发现十字丝横丝在尺上的读数也在随之变动，这种现象称为视差。视差的存在将影响读数的正确性，必须加以消除。消除视差的方法是仔细地反复调节目镜和物镜对光螺旋，直至尺子成像清晰稳定，读数不变为止。

图3　视差的产生

（4）精平

精确整平简称精平。就是在读数前转动微倾螺旋使水准管气泡居中（气泡影像符合，图4），从而达到视准轴精确水平的目的。由于气泡影像移动有惯性在转动微倾螺旋时要慢、稳、轻，速度不宜过快。

图4　调整气泡影像符合

必须指出，由于水准仪粗平后，竖轴不是严格铅直，当望远镜由一个目标（后视）转到另一目标（前视）时，气泡不一定符合，应重新精平。气泡居中符合后才能读数。

（5）读数

水准仪精平后，应立即用十字丝的横丝在水准尺上读数。图5所示为倒像望远镜所看到的水准尺的像，水准尺上的注字是倒写的，但从望远镜中看来却是正的。倒像望远镜中读书应从上往下读（即从小到大读），读数时先看估读的mm数，然后以mm为单位报出四位读数，图5所示水准尺读数为1.413m，读作1413。该水准尺上每一格（黑的和白的）都表示1cm。

图5　水准尺读数

特别注意：每次读数前，都必须使水准器气泡居中。

综上所述，水准仪的基本操作程序可以归纳如下：

安置—粗平—瞄准—精平—读数

5．实训记录

（1）水准仪由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿组成。

（2）水准仪粗略整平的步骤是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）水准仪照准水准尺的步骤是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（4）水准尺读数步骤是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（5）在实训场地的测站点以外50m左右分别选择A，B，C，D四个点。

A点处的水准尺读数是：＿＿＿＿＿；B点处的水准尺读数是：＿＿＿＿＿；

C点处的水准尺读数是：＿＿＿＿＿；D点处的水准尺读数是：＿＿＿＿＿＿。

（6）消除视差的方法是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。