理论教育 水准仪的检验与校正方法优化

水准仪的检验与校正方法优化

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:仪器在出厂前,对水准仪各轴线的几何关系经过了严格的检查,满足水准仪的几何轴线条件。因此,在使用水准仪之前,应对仪器进行检验和校正。(一)圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正检校目的:使圆水准轴平行于仪器竖轴。图1-24圆水准器的检验和校正圆水准器的校正螺丝在水准器的底部,参阅图1-25。

水准仪的检验与校正方法优化

根据水准测量的原理知道,水准仪要提供一条水平视线。仪器在出厂前,对水准仪各轴线的几何关系经过了严格的检查,满足水准仪的几何轴线条件。由于长时间使用仪器或仪器受到震动、碰撞等原因,有的螺丝会有变化,影响到仪器轴线,使轴线不能满足条件,从而直接影响测量成果的质量。因此,在使用水准仪之前,应对仪器进行检验和校正。

(一)圆水准器轴平行于仪器竖轴的检验与校正

(1)检校目的:使圆水准轴平行于仪器竖轴。若两轴平行,当圆水准气泡居中时,竖轴就处于铅垂位置。

(2)检验方法:安置水准仪,转动脚螺旋使圆气泡居中[图1-24(a)],然后将仪器绕竖轴转180°,此时若气泡居中,说明圆水准轴平行竖轴;如果气泡偏离一边[图1-24(b)],说明圆水准轴L′L′不平行于竖轴VV,需要校正。

(3)校正方法:转动脚螺旋,使气泡向圆水准器中心移动偏离中点的一半[图1-24(c)],然后用校正针旋转圆水准器底部的校正螺丝,使气泡完全居中[图1-24(d)]。

图1-24 圆水准器的检验和校正

圆水准器的校正螺丝在水准器的底部,参阅图1-25。图1-25为底面图,中间的大螺丝为连接螺丝,其余三个小的螺丝为校正螺丝。校正针为数厘米长的金属细杆,可插入校正螺丝的小孔拨动螺丝而调整圆水准器的高低。

图1-25 圆水准器校正螺丝

(4)检核原理:圆水准轴不平行竖轴时,当圆水准气泡居中,表示圆水准轴处于铅垂位置[图1-26(a)],而竖轴对铅垂线倾斜了α角,α角也就是两轴的交角。当仪器绕竖轴转180°后[图1-26(b)],由于竖轴仍处于倾斜α角的位置,但圆水准轴从竖轴的左侧转到竖轴右侧,这样,圆水准轴就倾斜了两倍α角,所以气泡偏离中点,也就是说,偏离的大小反映了两轴不平行误差α角的两倍。这时,转动脚螺旋,使圆气泡退回偏离中点的一半,竖轴就处于铅垂位置了[图1-26(c)],余下的偏离部分就是圆水准轴的误差,最后改正圆水准轴线处于正确位置[图1-26(d)]。校正要反复进行多次,直到仪器旋转到任何位置,圆气泡始终居中为止。

图1-26 圆水准器的校正原理

(二)十字丝横丝垂直于竖轴的检验校正

(1)检校目的: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)检验方法:如图1-27(a)所示,将横丝一端对准远处一明显标志,旋紧制动螺旋,转动微动螺旋,如果标志始终在横丝上移动,则说明横丝水平,不需校正。若点子偏离横丝[图1-27(b)],则应进行校正。

(3)校正方法:卸下目镜十字丝分划板间的护盖,松开压环固定螺丝(图1-28),转动十字丝环至正确位置,最后旋紧压环固定螺丝,并旋上护盖。目前不少仪器的校正方法是松动目镜座上的三个沉头螺丝,转动目镜座使十字丝处于正确位置,然后旋紧三个沉头螺丝即可。

图1-27 十字丝检验

图1-28 十字丝校正螺丝

(三)水准管轴平行于视准轴的检验校正

(1)检校目的: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)检验方法:如图1-29(a)所示,在较平坦地面上选定相距60~80m的A、B两点,打下木桩(或安放尺垫),在木桩(或尺垫)上立水准尺。将水准仪安置于A、B的中点C,水准管气泡居中时读数为a1和b1。若水准管轴不平行于视准轴,但由于前后视距相等,视线倾斜相同,则读数a1和b1都包含同样的误差x。A、B两点间的正确高差为:(www.daowen.com)

h1=(a1-x)-(b1-x)=a1-b1

图1-29 水准管轴平行视准轴的检验

为了校核仪器在A、B中点的测量高差,在原测站位置上改变仪器高度10cm以上,再重读两尺的读数,则第二次测量高差:

当两次测量高差相差不大于3mm时,则取两次测量高差的平均值作为A、B两点间的正确高差,即

然后在离B点2~3m的地方安置仪器(图1-29),读数为a2、b2,两点间的高差为

h2=a2-b2

若h1=h2,则说明水准管轴平行于视准轴,若h1≠h2,但h1与h2之差不大于5mm或i<20″时,对于DS3型仪器符合要求,否则需要校正。i的计算公式:

式中 D——偏站时仪器至远尺点间的距离;

ρ——1弧度的秒值,ρ=206265″。

(3)校正方法:校正方法有两种,一是校正水准管,二是校正十字丝横丝。

1)先计算出水平视线在A点尺上的正确(应)读数:

2)转动微倾螺旋,使十字丝中丝读数从a2变为正确读数,视准轴水平。

3)由于转动微倾螺旋使中丝读数为正确读数,视准轴水平了,但是水准管气泡不居中了,此时,根据水准管气泡的偏离情况,用校正针拨动水准管目镜端的上、下两个校正螺丝(图1-30),使水准管两端的影像符合(水准气泡居中),即水准管轴平行于视准轴。

图1-30 水准管校正螺丝

(4)检查:校正后要进行检查,检查方法就是在校正时的仪器位置升高或降低仪器再次进行测量,当求出的A点尺应读数与实读数之差在允许范围内,校正结束。

校正十字丝方法:卸下十字丝分划板的外罩,用校正针拨动上、下两个校正螺丝(图1-31),横丝上下移动,使中丝对准A点尺上正确读数,视准轴水平,满足条件。校正时既要保持水准管气泡居中又要使中丝读数正确,最后旋上十字丝分划板的外罩。

图1-31 十字丝横丝校正

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