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水準(zhǔn)儀參數(shù)

閱讀:828        發(fā)布時(shí)間:2019-9-26

水準(zhǔn)儀是建立水平視線測(cè)定地面兩點(diǎn)間高差的儀器。原理為根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量原理測(cè)量地面點(diǎn)間高差。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(chēng)電子水準(zhǔn)儀)。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。

歷史沿革

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。

儀器原理

微傾水準(zhǔn)儀

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)。

自動(dòng)安平

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(mǎn)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。

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