任务2.4　微倾式水准仪的检验与校正

2.4.1　水准仪的轴线及各轴线应满足的几何条件

如图2.20所示，水准仪的主要轴线有视准轴CC、水准管轴LL、圆水准器轴L0L0和竖轴VV。为保证水准仪能提供一条水平视线，使水准仪能正确工作，水准仪的轴线应该满足下列三个条件：

（1）圆水准器轴应平行于竖轴（L0L0∥VV）。（2）十字丝的横丝应垂直于竖轴。（3）水准管轴应平行于视准轴（LL∥CC）。

这些条件在仪器出厂时经检验都满足了，但由于长期使用和在运输过程中产生的震动，使仪器各部分的螺丝松动，各轴线之间的几何关系发生了变化。因此，水准测量作业前，应对水准仪进行检验，如有问题，应该及时校正。

2.4.2　水准仪的检验和校正的方法

1.圆水准器的检验与校正

（1）检验目的：使圆水准器轴平行于仪器竖轴。

（2）检验原理：假设竖轴VV与圆水准器轴L0L0不平行，那么当气泡居中时，圆水准器轴竖直，竖轴则偏离竖直位置α角，如图2.21（a）所示。将仪器旋转180°，如图2.21（b）所示，此时圆水准器轴从竖轴右侧移至左侧，与铅垂线夹角为2α。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应等于2α。

（3）检验方法：转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器旋转180°，若气泡仍居中，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，需要校正。

（4）校正方法：用校正针拨动圆水准器下面的3个校正螺丝（图2.22），使气泡退回偏离中心距离的一半，此时圆水准器轴与竖轴平行，如图2.21（c）所示；再旋转脚螺旋使气泡居中，此时竖轴处于竖直位置，如图2.21（d）所示。校正工作须反复进行，直到仪器旋至任何位置气泡都居中为止。

2.十字丝横丝的检验与校正

（1）检验目的：使十字丝横丝垂直于仪器的竖轴。

（2）检验原理：如果十字丝横丝不垂直于仪器的竖轴，当竖轴竖直时，十字丝横丝是不水平的，这时用横丝的不同部位在水准尺上读数将产生误差。

（3）检验方法：仪器整平后，在望远镜视场内选择一清晰目标点，用十字丝交点照准目标点，拧紧制动螺旋。转动水平微动螺旋，若目标点始终沿横丝做相对移动，如图2.23中的（a）、（b）所示，说明横丝垂直于竖轴；如果目标偏离横丝，如图2.23中的（c）、（d）所示，则表明横丝不垂直于竖轴，需要校正。

（4）校正方法：校正方法因十字丝分划板装置的形式不同而异。如图2.24（a）所示，这种仪器在目镜端镜筒上有三颗固定螺丝，可直接用螺丝刀松开相邻两颗固定螺丝，转动分划板座，让横丝水平，再将螺丝拧紧。如图2.24（b）所示，这种仪器必须卸下目镜处的外罩，再用螺丝刀松开十字丝分划板座的四颗固定螺丝，轻轻转动分划板座，使横丝水平，最后旋紧固定螺丝，并旋上外罩。

3.水准管轴的检验与校正

（1）检验目的：使水准管轴平行于视准轴。

（2）检验原理：如图2.25所示，若水准管轴与视准轴不平行，会出现一个交角i，由于i角的影响产生的读数误差称为i角误差，此项检验也称i角检验。测量规范中规定：DS3型水准仪的i角不得大于20″，否则，需要校正。

（3）检验方法：在一平坦地面上选择相距80～100m的两点A、B，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两点的中间，使前、后视距相等，如图2.25所示，精确整平仪器后，依次照准A、B两点的水准尺读数，设读数分别为a1和b1，因前、后视距相等，所以i角对前、后视读数的影响相等，即x1＝x2，A、B两点的高差为

hAB＝（a1－x1）－（b1－x2）＝a1－b1

因抵消了i角误差的影响，所以由a1、b1算出的高差是正确高差。

为了进行测站检核，可采用变动仪器高法或双面尺法测出A、B两点的高差，若两次测得的高差相差不超过3mm，则取其平均值作为最后结果hAB。

将仪器移至离前视点（B点）约3m处，如图2.25所示。精平后读得前、后尺读数分别为a2、b2。因仪器离B点很近，两轴不平行引起的读数误差可忽略不计，故根据b2和A、B两点的正确高差hAB算出A点尺上应有读数为＝b2＋hAB。如果a2与相等，则说明两轴平行；否则，存在i角，其值为

其中：Δh＝a2－；ρ＝206265″。

当i角大于20″时，需要校正。

（4）校正方法：水准仪不动，转动微倾螺旋使十字丝的横丝切于A尺的正确读数处，此时视准轴水平，但水准管气泡偏离中心。用校正针先松开水准管的左右校正螺丝，然后拨动上下校正螺丝。如图2.26所示，一松一紧，升降水准管的一端，使气泡居中。此项检验需反复进行，直到符合要求后，拧紧松开的校正螺丝。

对于自动安平水准仪，当i角误差不大时，可用十字丝进行校正。方法是：水准仪照准A尺不动，旋下十字丝环护罩，微松左右两个十字丝环校正螺丝，如图2.24（b）所示，用校正针拨动上下两个十字丝环校正螺丝，一松一紧，直至十字横丝照准正确读数为止。若i角误差较大，利用上述方法不能完全校正时，应交专业维修人员处理。