DS3水准仪构造解析

水准仪是能够提供水平视线，并能够照准水准尺进行读数的仪器，主要由望远镜、水准器和基座三部分构成。

DS3 水准仪的外形和各部件名称如图2-2所示。

图2-2　DS3 水准仪的构造

1—微倾螺旋；2—分划板护罩；3—目镜；4—物镜调焦螺旋；5—制动螺旋；6—微动螺旋；7—底板；8—三角压板；9—脚螺旋；10—弹簧帽；11—望远镜；12—物镜；13—管水准器；14—圆水准器；15—连接小螺钉；16—轴座

1.望远镜

望远镜是构成水平视线、瞄准目标和在水准尺上读数的主要部件。如图2-3所示，其主要由物镜、目镜、调焦透镜和十字丝分划板等构成。

图2-3　水准仪望远镜的构造

1—物镜；2—目镜；3—调焦透镜；4—十字丝分划板；5—调焦螺旋

物镜的作用是和调焦透镜一起将远处的目标清晰成像在十字丝分划板上，形成一个倒立而缩小的实像；目镜的作用是将物镜所成的实像和十字丝分划板一起放大成可见的虚像。

十字丝分划板是一块刻有分划线的玻璃薄片，分划板上互相垂直的两条长丝称为十字丝，纵丝也称为竖丝，横丝也称为中丝，竖丝与横丝是用来照准目标和读数的。在横丝的上下还有两条对称的短丝称为视距丝，可用来测定距离。

十字丝的交点和物镜光心的连线称为望远镜的视准轴。视准轴的延长线就是望远镜的观测视线。

2.水准器(www.xing528.com)

水准器是测量人员判断水准仪安置是否正确的重要装置。水准仪上的装置有圆水准器和管水准器两种。

（1）圆水准器。圆水准器安装在仪器的基座上，用于对水准仪进行快速粗略整平。如图2-4所示，圆水准器内有一个气泡，它是将加热的酒精和乙醚的混合液注满后密封，液体冷却后收缩形成一个空间，也即形成了气泡。

圆水准器顶面的内表面是一球面，其中央有一圆圈，圆圈的圆心称为水准器的零点，连接零点与球心的直线称为圆水准器轴。当圆水准器气泡中心与零点重合时，表示气泡居中，此时圆水准器轴处于铅垂位置。圆水准器的气泡每移动2mm，圆水准器轴相应倾斜的角度τ称为圆水准器分划值，一般为8′～10′，由于它的精度较低，所以圆水准器一般用于仪器的粗略整平。

（2）管水准器。如图2-5所示，管水准器的玻璃管内壁为圆弧，圆弧的中心点称为水准管的零点。通过零点与圆弧相切的切线LL 称为水准管轴。当气泡中心与零点重合时称为气泡居中，此时水准管轴LL 处于水平位置。管水准器内壁弧长2mm 所对应的圆心角τ称为水准管的分划值，DS3 水准仪的水准管分划值为20″。水准管分划值越小，灵敏度越高，用来整平仪器精度也越高。因此，管水准器的精度比圆水准器的精度高，适用于仪器的精确整平。

图2-4　圆水准器

图2-5　管水准器

为了提高水准管气泡居中精度，DS3 水准仪在管水准器的上方安装了一组符合棱镜，如图2-6（a）所示，这样可使水准管气泡两端的半个气泡的影像通过棱镜的几次折射，最后在目镜旁的观察小窗内看到。当两端的半个气泡影像错开时，如图2-6（b）所示，表示气泡没有居中，需要转动微倾螺旋使两端的半个气泡影像一致，则表示气泡居中，如图2-6（c）所示。这种具有棱镜装置的管水准器称为符合水准器，它能提高气泡居中的精度。

图2-6　符合水准器

3.基座

基座主要由轴座、脚螺旋、底板和三角压板构成。基座的作用是支撑仪器上部，即将仪器的竖轴插入轴座内旋转。基座上有三个脚螺旋，用来调节圆水准器使气泡居中，从而使竖轴处于竖直位置，将仪器粗略整平。底板通过连接螺旋与下部三脚架连接。