水準儀的使用

1、水準儀的使用,水準儀的用途,1、用途：可用于距離測量、角度（水平角）測量和高程測量?？捎糜阼F路、公路、橋梁、水利、礦山、國防等方面的工程測量，亦可用于建筑及大型機械的安裝工作，在特種設(shè)備檢測檢驗中主要用于：2、起重機械上需要用經(jīng)緯儀檢驗的項目有：1）橋架型起重機主梁下?lián)现担?.1項）和上拱度、上翹度（3.3項）的測量，以及額定載荷（8.2項）和靜載荷（8.3項）的試驗。,雙梁主梁空載上拱度的測量,單梁主梁空載上拱度的測量,大車軌

2、道測量,永久和彈性變形測量,水準儀的種類：光學水準儀、光電（電子）水準儀和激光水準,自動水準安平儀,普通水準儀,一、精密水準儀簡介,1．精密水準儀精密水準儀與一般水準儀比較，其特點是能夠精密地整平視線和精確地讀取讀數(shù)。為此，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)滿足：（1）水準器具有較高的靈敏度。如DS1水準儀的管水準器τ值為10″/2mm。（2）望遠鏡具有良好的光學性能。如DS1水準儀望遠鏡的放大倍數(shù)為38倍，望遠鏡的有效孔徑47mm，視場亮度較高。十字絲

3、的中絲刻成楔形，能較精確地瞄準水準尺的分劃。,一、精密水準儀簡介,（3）具有光學測微器裝置?？芍苯幼x取水準尺一個分格（1cm或0.5cm）的1/100單位（0.1mm或0.05mm），提高讀數(shù)精度。（4）視準軸與水準軸之間的聯(lián)系相對穩(wěn)定。精密水準儀均采用鋼構(gòu)件，并且密封起來，受溫度變化影響小。,2．精密水準尺,精密水準儀必須配有精密水準尺。這種尺一般是在木質(zhì)尺身的槽內(nèi)，安有一根因瓦合金帶。帶上標有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準尺須與精

4、密水準儀配套使用。精密水準尺上的分劃注記形式一般有兩種：一種是尺身上刻有左右兩排分劃，右邊為基本分劃，左邊為輔助分劃?；痉謩澋淖⒂洀牧汩_始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K開始，K稱為基輔差。 另一種是尺身上兩排均為基本劃分，其最小分劃為10mm，但彼此錯開5mm。尺身一側(cè)注記米數(shù)，另一種側(cè)注記分米數(shù)。尺身標有大、小三角形，小三角形表示半分米處，大三角形表示分米的起始線。這種水準尺上的注記數(shù)字比實際長度增大了一倍，即5cm注記為1dm

5、。因此使用這種水準尺進行測量時，要將觀測高差除以2才是實際高差。,3．精密水準儀的操作方法,精密水準儀的操作方法與一般水準儀基本相同，只是讀數(shù)方法有些差異。在水準儀精平后，十字絲中絲往往不恰好對準水準尺上某一整分劃線，這時就要轉(zhuǎn)動測微輪使視線上、下平行移動，十字絲的楔形絲正好夾住一個整分劃線，被夾住的分劃線讀數(shù)為m、dm、cm。此時視線上下平移的距離則由測微器讀數(shù)窗中讀出mm。實際讀數(shù)為全部讀數(shù)的一半。,二、自動安平水準儀,自動安平水準

6、儀與微傾式水準儀的區(qū)別在于：自動安平水準儀沒有水準管和微傾螺旋，而是在望遠鏡的光學系統(tǒng)中裝置了補償器。1．視線自動安平的原理當圓水準器氣泡居中后，視準軸仍存在一個微小傾角α，在望遠鏡的光路上安置一補償器，使通過物鏡光心的水平光線經(jīng)過補償器后偏轉(zhuǎn)一個β角，仍能通過十字絲交點，這樣十字絲交點上讀出的水準尺讀數(shù)，即為視線水平時應(yīng)該讀出的水準尺讀數(shù)。由于無需精平，這樣不僅可以縮短水準測量的觀測時間，而且對于施工場地地面的微小震動、松軟土地

7、的儀器下沉以及大風吹刮等原因，引起的視線微小傾斜，能迅速自動安平儀器，從而提高了水準測量的觀測精度。,2、自動安平水準儀的結(jié)構(gòu),1、基座2、腳螺旋3、度盤4、水平微動5、望遠鏡座6、粗瞄7、卡環(huán)（卡牢目鏡）8、望遠目鏡9、撳鈕10、圓水泡11、調(diào)焦手輪12、圓水泡觀察棱鏡13、讀數(shù)目鏡14、測微手輪15、平板座16、鎖緊手輪,2、自動安平水準儀的結(jié)構(gòu),主要由帶有光學自動補償器的望遠鏡組成，補償器采用交叉吊絲

8、結(jié)構(gòu)和有效的空氣阻尼器，保證儀器工作可靠儀器上設(shè)有檢查撳鈕（9），可檢查補償器工作狀況，目鏡（8）可卸下更換其它觀測附件儀器采用摩擦制動。水平微動采用無限微動機構(gòu)（4），安排在兩側(cè)的手輪分別供只手操作。,,3．自動安平水準儀的使用使用自動安平水準儀時，首先將圓水準器氣泡居中，然后瞄準水準尺，等待2～4秒后，即可進行讀數(shù)。有的自動安平水準儀配有一個補償器檢查按鈕，每次讀數(shù)前按一下該按鈕，確認補償器能正常作用再讀數(shù)。,一、操作步驟,1

9、、儀器的開箱和安裝 架三角架時，三個腳尖必須穩(wěn)固地插入地面，三角架頭應(yīng)盡可能地水平，高度以觀測時適宜為準，注意伸縮鎖緊是否可靠，然后將儀器從箱中取出輕輕放置三腳架上，擰緊中心固定螺栓。2、儀器的整平旋轉(zhuǎn)腳螺旋（2）將儀器安平，使圓水準泡居中，此時視線自動安置成水平狀態(tài)。水泡可通過棱鏡（12）直接觀察到。,自動安平水準儀的使用步驟,3、儀器的瞄準和調(diào)焦3.1使望遠鏡對著亮處，逆時針旋轉(zhuǎn)望遠目鏡（8）調(diào)焦，這時分劃板變得模糊，

10、然后再慢慢順時針轉(zhuǎn)動望遠鏡目鏡調(diào)焦，使十字絲分劃板變得最清晰時停止轉(zhuǎn)動。 3.2用光學粗瞄準器粗略地瞄準目標。瞄準時用雙眼同時觀測。一只眼睛注視瞄準口內(nèi)的十字線。一只眼睛注視目標，轉(zhuǎn)動望遠鏡。使十字線和目標重合。,(3)調(diào)焦后，用望遠鏡精確瞄準目標：擰緊制動螺旋，轉(zhuǎn)動望遠鏡調(diào)焦螺旋，使目標清晰地成像在十字絲分劃板上。這時眼睛作上、下、左、右移動，目標呈像與十字絲影像應(yīng)無任何相對位移，即無視差存在(若有視差應(yīng)予以消除)。然后轉(zhuǎn)動微動螺旋

11、，精確瞄準目標。4、標尺讀數(shù)  瞄準標尺后，檢查圓水泡是否居中，按一下按鈕，檢查補償器是否處于工作狀態(tài)，讀取水平絲在標尺上的位置。 （當望遠鏡視場內(nèi)的警告指示窗全部呈綠色時, 方可進行標尺讀數(shù)；若指示窗內(nèi)上或下端出現(xiàn)紅色警告時應(yīng)即時整平儀器，使紅色消失方可讀數(shù)。）,讀取水平絲在標尺上的位置，先讀水平絲下面最近的厘米值（114cm），估讀出水平絲在厘米間隔內(nèi)對應(yīng)的毫米值（3mm），因此讀數(shù)為1.143m。 為

12、了提高測量精度，用三絲法校核過失誤差，分別讀取水平絲和兩視距絲的讀數(shù)，兩視距絲的平均值用來檢驗中間水平絲的讀數(shù)。即：1/2(A1+A2)=1/2(1.216+1.068)=1.142(m) 為了取得水平距離，則要讀取上絲A1與下絲A2的讀數(shù)，兩讀數(shù)之差乘上100就得到儀器中心到標尺間的距離。,,,,上絲A1,下絲A2,為了簡化距離讀數(shù)，亦可旋轉(zhuǎn)最靠近視線的腳螺旋，使下線完全壓在分米引以為刻劃上，此時上絲讀數(shù)與之相減就很容

13、易得到距離。,5、方位角測量,視距絲豎絲瞄準目標A,度盤指示角度值α ；轉(zhuǎn) 動望遠鏡，瞄準目標β ，度盤指示值，則角度AOB=α - β,,,,A,B,,,α,β,注意事項,1、觀察時，應(yīng)避免陽光直射在儀器上，否則將影響觀察精度。2、將漆面擦拭干凈，吹去鏡片上的灰塵，然后用干凈的脫脂棉小心擦凈鏡片，必要時，可蘸少許純酒精，切勿用如油、汽油、或水等液體。不可用手觸摸鏡片！擦拭濕的儀器要小心，將儀器從包裝箱中取出，使其充分干燥，保持包裝

14、箱內(nèi)外清潔，要經(jīng)常清掃并保持干燥 。3、三角架各零件之間應(yīng)沒有竄動，如有必要可用扳手進行調(diào)整螺絲的松緊。4、三角架穩(wěn)固踩入地面后，裝上儀器，旋轉(zhuǎn)三只角螺旋，使圓水泡居中，然后將儀器旋轉(zhuǎn)180°，如果水泡變動，不再位于圓圈中心，就必須對圓水泡進行校正。5、操作旋鈕時應(yīng)緩慢，不可用力過猛，以防損壞儀器。6、自安平的水準儀在測量中應(yīng)注意檢查自動調(diào)平是否正常。7、水準儀為精密儀器，使用前應(yīng)熟悉儀器各部分結(jié)構(gòu)、作用和使用方法，

15、不應(yīng)隨便拆卸儀器，以免損失原有精度。儀器如發(fā)生故障或損壞，須由專業(yè)維修人員修理。,電子水準儀,又稱數(shù)字水準儀，它是在自動安平水準儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它采用條碼標尺，各廠家標尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準標尺和調(diào)焦仍需目視進行。人工完成照準和調(diào)焦之后，標尺條碼一方面被成像在望遠鏡分化板上，供目視觀測，另一方面通過望遠鏡的分光鏡，標尺條碼又被成像在光電傳感器（又稱探測器）上，即線陣CCD器件上，供電子讀數(shù)。因此，如果使用傳

16、統(tǒng)水準標尺，電子水準儀又可以象普通自動安平水準儀一樣使用。不過這時的測量精度低于電子測量的精度。特別是精密電子水準儀，由于沒有光學測微器，當成普通自動安平水準儀使用時，其精度更低。,電子水準儀,電子水準儀的主要優(yōu)點是：（1）操作簡捷，自動觀測和記錄，并立即用數(shù)字顯示測量結(jié)果。（2）整個觀測過程在幾秒鐘內(nèi)即可完成，從而大大減少觀測錯誤和誤差。（3）儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件，從而可將觀測結(jié)果輸入計算機進入后處理，實現(xiàn)測量工

17、作自動化和流水線作業(yè)，大大提高功效。1．電子水準儀的觀測精度電子水準儀的觀測精度高，如瑞士徠卡公司開發(fā)的NA2000型電子水準儀的分辨力為0.1mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm；NA3003型電子水準儀的分辨力為0.01mm，每千米往返測得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。,,2．電子水準儀測量原理簡述與電子水準儀配套使用的水準尺為條形編碼尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準儀中裝置有行陣傳感器，它可識別水

18、準標尺上的條形編碼。電子水準儀攝入條形編碼后，經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字，在通過信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化，在顯示屏上直接顯示中絲讀數(shù)和視距。,,,3．電子水準儀的使用NA2000電子水準儀用15個鍵的鍵盤和安裝在側(cè)面的測量鍵來操作。有兩行LCD顯示器顯示給使用者，并顯示測量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。觀測時，電子水準儀在人工完成安置與粗平、瞄準目標（條形編碼水準尺）后，按下測量鍵后約3～4秒既顯示出測量結(jié)果。其測量結(jié)果可貯存在電子水準儀內(nèi)或通過電纜連接