水准仪的检验与校正方法

2.7.2.1　圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正

1.检验目的

使圆水准轴平行于仪器竖轴。若两轴平行，圆水准器气泡居中时，竖轴就处于铅垂位置。

2.检验原理

假设仪器竖轴与圆水准器轴不平行，它们之间有一交角δ，那么当圆水准器气泡居中时，圆水准器轴竖直，竖轴则偏离竖直位置δ角，如图2.18 （a）所示。将仪器旋转180°，如图2.18（b）所示，由于仪器是以竖轴为旋转轴旋转的，此时仪器的竖轴位置不变动，而圆水准器轴则从竖轴的右侧转到了竖轴左侧，与铅垂线的夹角为2δ。圆水准器气泡偏离中心位置，气泡偏离的弧长所对的圆心角即等于2δ。

3.检验方法

安置仪器后，调节脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将望远镜绕竖轴旋转180°，此时若气泡仍然居中，说明此项条件满足；若气泡偏离中心位置，说明此项条件不满足，应进行校正。

4.校正方法

校正时，用校正针拨动圆水准器下面的三个校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离长度的一半，这时圆水准器轴与竖轴平行，如图2.18（c）所示，然后再旋转脚螺旋使气泡居中，此时竖轴处于竖直位置，如图2.18（d）所示。拨动三个校正螺丝前，应一松一紧，校正完毕后注意把螺丝紧固。校正必须反复数次，直到仪器转动到任何方向圆气泡都居中为止。

图2.18　圆水准器检验、校正原理

2.7.2.2　十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正

1.检验目的

仪器整平后，使十字丝的横丝处于水平状态，即使横丝垂直仪器竖轴。

2.检验原理

如果十字丝横丝不垂直于仪器的竖轴，当竖轴处于竖直位置时，十字丝横丝是不水平的，横丝的不同部位在水准尺上的读数不相同。

3.检验方法

水准仪整平后，用十字丝横丝的一端瞄准与仪器等高的一固定点，如图2.19（a）中的P 点。固定制动螺旋，然后用微动螺旋缓缓地转动望远镜。如图2.19（b）所示，若该点始终在十字丝横丝上移动，说明此条件满足；若该点偏离横丝，如图2.19 （c）、图2.19（d）所示，表示条件不满足，需要校正。

4.校正方法

旋下靠目镜处的十字丝环外罩，用螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，如图2.20 所示，按横丝倾斜的反方向转动十字丝环，使横丝与目标点重合，再进行检验，直到目标点始终在横丝上相对移动为止，最后旋紧十字丝环固定螺丝，盖好护罩。

2.7.2.3　水准管轴平行于视准轴的检验与校正

1.检验目的

使水准管轴平行于视准轴。当仪器水准管气泡居中时，视准轴水平，水准仪提供一条水平视线。

2.检验原理

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图2.19　十字丝横丝的检验

图2.20　十字丝校正装置

设水准轴不平行视准轴所夹角度为i，检验时将仪器安置在不同的点上以测定两固定点间的两次高差来确定i 角，若两次测得的高差相等，则i 角为零；若两次测得的高差不相等，则需计算i 角，如i角超限，则应进行校正。

3.检验方法

在较平坦的地面上选定相距80～100m的A、B两点，分别在A、B 两点打入木桩，在木桩上竖立水准尺。将水准仪安置在A、B 两点中间，使前后视距相等，如图2.21（a）所示，精确整平仪器后，依次照准A、B 两尺进行读数，设读数分别为a1、b1，此时因前后视距相等，所以i 角对前、后尺读数的影响均为x，A、B 两点间的高差为：

式（2.20）抵消了i 角误差对高差的影响，所以由a1、b1算出的高差即为正确高差。

图2.21　水准管轴平行于视准轴的检验与校正

（a）中点；（b）A端点

用变化仪器高法两次测出A、B 两点的高差，两次测得的高差小于5mm时，取平均值hAB作为最后结果。

由于仪器距两尺的距离相等，从图中可见，无论水准管轴是否平行视准轴，在中点处测出的高差hAB都是正确高差，这说明在水准测量中将仪器放在两尺中点处可以消除i 角误差的影响。

将水准仪搬至距离A 点（或B 点）约2～3m处，如图2.21（b）所示，仪器精平后读取两尺中丝读数a2和b2。因为仪器离A点很近，i 角对A 尺读数a2的影响很小，可以认为a2即为视线水平时的正确读数。因此根据a2和正确高差hAB可以计算出B尺视线水平时的正确读数b′2。

如果b′2＝b2说明两轴平行，否则，有i 角存在。

i 角值可根据下式计算：

式中 DAB——点A、B 间距离。

当i＞0时，说明视准轴向上倾斜，当i＜0时，说明视准轴向下倾斜。

规范中规定DS3型水准仪的i 角大于20″时需要进行校正。

4.校正方法

图2.22　水准管的校正

水准仪不动，转动徽倾螺旋使十字丝的横丝切于B 尺的正确读数b′2处，此时视准轴处于水平位置，而水准管气泡偏离中心。用校正针先拨松水准管左右端校正螺丝，再拨动上、下两个校正螺丝，如图2.22 所示，使上下螺丝一松一紧，升降水准管的一端，使偏离的气泡重新居中。此项校正需反复进行，直至达到要求后，将松开的校正螺丝旋紧。