本文介紹了廣泛用于地形、工程、礦山、水文、農(nóng)用水利等進行水準測量使用的水準儀的結(jié)構(gòu)及工作原理，并對檢定時常見問題及處理方法進行了簡介。

一、水準儀的結(jié)構(gòu)及工作原理(一)水準儀簡介

水準儀是用于測量平面點之間的高低關(guān)系時提供水平視線的儀器，按精度分為DS05，DS1，DS3等幾種型號，工程測量常用的是DS3級水準儀。其中“D”和“S”分別為“大地”和“水準儀”首字漢語拼音的首字母，而下標是儀器的精度指標，即每千米測量中的偶然誤差(以mm為單位)。

目前常用的水準儀從構(gòu)造上可分為利用水準管來獲得水平視線的“微傾式水準儀”和利用補償器來獲得水平視線的“自動安平水準儀”兩大類：此外，還有一種新型的水準儀——“電子水準儀”，它配合條形碼標尺，利用數(shù)字化圖像處理的方法，可自動顯示高程和距離，使水準測量實現(xiàn)了自動化。

(二)水準儀的結(jié)構(gòu)與工作原理

以微傾式水準儀為例，水準儀主要由望遠鏡、水準器、基座三部分組成。

1. 望遠鏡

水準儀的望遠鏡有兩大功能：提供一條找準目標的視準軸；看清不同距離的目標。

①物鏡和目鏡提供一條找準目標的視準軸；看清不同距離的目標。②十字絲分劃板是為了瞄準目標和讀數(shù)使用。③視準軸是十字絲交點與物鏡光心的連線，用CC表示；視準軸的延長線即為視線，水準測量就是在視準軸水平時，用十字絲的中絲在水準尺上截取讀數(shù)。④水平制動螺旋和微動螺旋可控制望遠鏡水平轉(zhuǎn)動。

2.水準器

(1)圓水準器

①作用：用于儀器的粗略整平；②水準器的零點：圓形分劃圈的中心；③圓水準器軸：過零點的球面法線L′L′，稱為圓水準器軸；圓水準器軸L′L′平行于儀器豎軸VV；④分劃值：氣泡中心偏離零點2mm時豎軸所傾斜的角值稱為圓水準器的分劃值，一般為8′/2mm—10′/2mm，精度較低。

(2)管水準器

①作用：精確整平儀器；②水準管零點：2mm分劃線的對稱中心；③水準管軸：通過零點與圓弧相切的縱向切線LL稱為水準管軸。水準管軸平行于視準軸；④分劃值：水準管上2mm圓弧所對的圓心角。水準管分劃值越小，水準管靈敏度越高，用其整平儀器的精度也越高。DS3型水準儀的水準管分劃值為20″，記作20″/2mm。為了提高水準管氣泡居中的精度，采用符合水準器。

3.基座

①組成：軸座、腳螺旋、三角壓板和底板；②作用：支承儀器的上部，并通過連接螺旋與三腳架連接，轉(zhuǎn)動腳螺旋，可調(diào)節(jié)圓水準氣泡。

二、水準儀的視準線誤差的檢定

JJG425―2003《水準儀檢定規(guī)程》中規(guī)定，水準儀規(guī)定需要檢定的內(nèi)容包括以下項目：

(1)望遠鏡分劃板橫絲與豎軸的垂直度；

(2)測微器行差與回程差；

(3)視準線的安平誤差；

(4)望遠鏡視軸與管狀水準泡軸在水平面內(nèi)投影的平行度(交叉誤差)；

(5)視準線誤差(i角)；

(6)望遠鏡調(diào)焦運行誤差；

(7)自動安平水準儀檢定；

①補償誤差及補償器工作范圍；②雙擺位誤差。

三、水準儀檢定時常見問題及處理

以工程測量常用，也是日常工作中大量檢定的DS3型水準儀為例，在檢定過程中發(fā)現(xiàn)的一些問題以及及處理方法經(jīng)驗總結(jié)；DS3型水準儀在使用與送檢的過程中受到意外的震動或者在保養(yǎng)修理時全部拆卸而重新安裝之后，往往由于各種原因使各光學零件和金屬部件未安裝到位，造成各部件相對位置的改變，在檢定中會出現(xiàn)不合格項，必須進行調(diào)修，其原因可能有以下幾種情況：

(一) 目鏡調(diào)焦時轉(zhuǎn)動困難和有“沙沙”聲

產(chǎn)生問題原因：是由于目鏡筒的調(diào)焦螺紋與目鏡座螺紋之間潤滑油干涸和灰砂的侵入造成的。

處理方法：拆卸目鏡用汽油清洗目鏡筒調(diào)焦螺紋之間及目鏡罩部分干涸的油泥及灰砂，待汽油揮發(fā)完，涂上新的調(diào)焦螺旋潤滑油脂即可。

(二)目鏡調(diào)焦時，分化板不清晰

產(chǎn)生的原因：分化板上有油污、水油性霧、發(fā)霉、脫膠或掉膜。

處理方法：拆卸目鏡后將分劃板徹底擦拭或除霉，必要時更換新的分劃板。

(三)物鏡成像不清晰

產(chǎn)生的原因及處理方法常有以下幾種情況：①物鏡鏡片不共軸，旋轉(zhuǎn)物鏡透鏡組之間的相互位置，使它對準拆前所畫的記號或出廠記號。②物鏡透鏡之間所用的墊圈厚薄不均勻，按拆卸時所畫的記號重新安裝。③物鏡的鏡片未落到各自接觸面上透鏡正反面裝錯，需重新安裝。

(四)物鏡成像不清晰

轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪時，調(diào)焦鏡筒不能前后移動，無法清晰地照準目標其產(chǎn)生的原因有：①定位銷脫落，重新安裝新的定位銷；②調(diào)焦齒輪與齒條未嚙合好，處理時，把齒條緊靠齒輪后，固緊調(diào)焦手輪座，將調(diào)焦彈簧座右旋，使齒條與齒輪保持嚙合狀態(tài)，轉(zhuǎn)動調(diào)焦手輪松緊適宜為止。

(五)圓水準器在使用過程中氣泡不穩(wěn)定

產(chǎn)生的原因有：①校正螺釘滑扣，配換一個新的校正螺釘；②封固水準器的石膏松動，重新澆灌石膏；③圓水準器底蓋松動，旋緊圓水準器底蓋。

(六) 視準器分化線影像錯開

棱鏡盒在水準器軸線方向上位置不正確。調(diào)整時，旋松棱鏡盒的兩只固定螺釘，將棱鏡盒沿水準器軸線方向移動，使兩分劃線影像重合成一條直線后固緊螺釘。

(七)管狀水準器在使用過程中氣泡不穩(wěn)定

產(chǎn)生的原因及處理方法：①校正螺釘或螺母滑扣(螺紋損壞)，配換一個新的校正螺釘；如果螺母滑扣，用較大的絲攻重新攻扣，再配一個同規(guī)格的校正螺釘；②封固水準器的石膏松動，重新澆灌石膏；③水準器曲率半徑不均勻，更換新的水準器；④水準器連接處固定不牢，重新緊固水準器蓋、圓球螺釘及圓球壓蓋。

四、結(jié)語

以上是以DS3型水準儀為例，在檢定各種型號的水準儀過程中發(fā)現(xiàn)的一些常見問題以及處理方法的經(jīng)驗總結(jié)，希望能對從事相關(guān)工作的同行有所幫助。

2018-11-28 17:57:41 1377次 http://www.yiqi.com/daogou/detail_1706.html 熱門標簽：