实训四 水准仪的检验与校正
★学习任务
(1)了解水准仪的主要轴线及它们之间就满足的几何关系。
(2)掌握水准仪检验与校正的方法。
学习目标
掌握微倾式水准仪的检验与校正方法。
▲仪器和工具准备
(1)1台水准仪,1个三脚架,2把水准尺,1块记录板,1把小改锥,1根校正针。
(2)自备:铅笔,草稿纸。
1.水准仪的几何轴线
如图4-1所示,水准仪的主要几何轴线有望远镜的视准轴(CC)、水准管轴(LL)、仪器竖轴(VV)和圆水准器轴(L'L')。
一、知识准备
图4-1 水准仪几何轴线关系
2.水准仪应满足的主要条件
(1)水准管轴应与望远镜的视准轴平等(LL∥CC)。
(2)望远镜的视准轴不因调焦而变动位置。
3.水准仪应满足的次要条件
(1)圆水准器轴应平行于仪器竖轴(L'L'∥VV)。
(2)十字丝横丝应垂直于仪器竖轴(横丝⊥VV)。
二、任务实施
(一)圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正
1.检验方法
将仪器安置于脚架上,转动脚螺旋使圆水准气泡居中,然后将望远镜在水平方向旋转180°,此时若气泡不居中,偏于一边,说明圆水准器轴不平行于仪器竖轴,需要校正。其校正原理示意图如图4-2所示。
2.校正方法
(1)转动脚螺旋使气泡向中间移动偏离量的一半。
图4-2 圆水准器校正原理
(2)用校正针拨动圆水准器底下的三个校正螺旋(图4-3),使气泡达到完全居中的位置。
(3)检验和校正反复进行,直至仪器转至任何位置气泡始终居中为止,此时,L'L'∥VV的条件得到满足。
图4-3 圆水准器校正螺钉
图4-4 十字丝的校正
(二)十字丝横丝垂直于仪器竖轴的检验与校正
1.检验方法
(1)整平仪器后,用横丝的一端瞄准墙上一固定点,转动水平微动螺旋,如果点离开横丝,表示横丝不水平,需要校正;如果点始终在横丝上移动,则表示横丝水平。
(2)挂垂球的方法:观察十字丝竖丝是否与垂球线重合,如重合说明横丝水平。
2.校正方法
用螺丝刀松开十字丝环的校正螺丝,拨正十字丝环。或需要卸下目镜处的外罩,用螺丝刀松开四个十字丝的固定螺丝,然后拨正十字丝环。最后再旋紧校正螺丝,此项检校也须反复进行,直到条件满足为止。十字丝的校正如图4-4所示。
(三)水准管轴平行于视准轴的检验与校正
1.检验方法
(1)选取相距约80~100m的A、B两点,各打一木桩,竖立水准尺,先将水准仪安置在离两点等距离处,测出正确高差hAB。
(2)再将水准仪搬到离A或B点约3~5m处,再测高差h'AB。
若hAB=h'AB,则表明水准管轴平行视准轴,即i角为零;若hAB≠h'AB,则两轴不平行,需要校正。i角验校原理如图4-5所示。
图4-5 角验校原理
2.校正方法
(1)在AB两点中点C点处安置仪器,用改变仪器高法测得A、B两点高差hAB(注:高差之差h1-h2≤±3mm,A、B尺读数分别为a1、a'1、b1、b'1)。
(2)将仪器搬至B点附近(距B点3~5m处)安置仪器整平,瞄准B点水准尺精平后读数b2记录。
(3)根据高差hAB计算A点水准尺读数a2=b2+hAB。
(4)转到望远镜瞄准A点水准尺精平后读数a'2并记录,此时a'2≠a2。
(5)转动微倾螺旋,使A尺读数从a'2调到a2,此时视准轴水平了,但气泡不居中了。
(6)拨动水准管一端的上下两个校正螺丝,先松后紧,使水准管气泡居中,此时水准管轴也在水平位置,于是水准管与视准轴就平行了。
(7)此项工作要反复进行几次,直至检验A尺的读数与计算值之差不大于3~5mm为止。
(四)训练要求
(1)仪器的检验与校正应反复进行,以确保仪器轴线满足要求。
(2)检校水准仪时必须按上述的规定顺序进行,不能颠倒。检验与校正记录见表4-1。
表4-1 水准仪的检验与校正
续表
(3)拨动校正螺丝时,一律要先松后紧,一松一紧,用力不宜过大,校正完毕时,校正螺丝不能松动,应处于稍紧状态。
三、水准仪检测注意事项
(1)圆水准气泡校正时,校正位置应是偏移位置的一半。
(2)视准轴校正时,第一步一定要将仪器安置A、B两点的中点处,要用钢尺量取,确定安置仪器的点位。
四、任务评价
任务评价见表4-2。
表4-2 任务评价
续表
思考题
1.水准仪有哪些几何轴线?它们之间应满足哪些条件?
2.如何确定圆水准器轴不平行于仪器竖轴?
3.如何确定十字丝横丝不垂直于仪器竖轴?
4.如何检测水准管轴不平行于视准轴?