水準(zhǔn)儀的使用

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

2、道測(cè)量,永久和彈性變形測(cè)量,水準(zhǔn)儀的種類：光學(xué)水準(zhǔn)儀、光電（電子）水準(zhǔn)儀和激光水準(zhǔn),自動(dòng)水準(zhǔn)安平儀,普通水準(zhǔn)儀,一、精密水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介,1．精密水準(zhǔn)儀精密水準(zhǔn)儀與一般水準(zhǔn)儀比較，其特點(diǎn)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(zhǔn)器具有較高的靈敏度。如DS1水準(zhǔn)儀的管水準(zhǔn)器τ值為10″/2mm。（2）望遠(yuǎn)鏡具有良好的光學(xué)性能。如DS1水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的放大倍數(shù)為38倍，望遠(yuǎn)鏡的有效孔徑47mm，視場(chǎng)亮度較高。十字絲

3、的中絲刻成楔形，能較精確地瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的分劃。,一、精密水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)介,（3）具有光學(xué)測(cè)微器裝置?？芍苯幼x取水準(zhǔn)尺一個(gè)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(zhǔn)軸與水準(zhǔn)軸之間的聯(lián)系相對(duì)穩(wěn)定。精密水準(zhǔn)儀均采用鋼構(gòu)件，并且密封起來(lái)，受溫度變化影響小。,2．精密水準(zhǔn)尺,精密水準(zhǔn)儀必須配有精密水準(zhǔn)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(biāo)有刻劃，數(shù)字注在木尺上。精密水準(zhǔn)尺須與精

4、密水準(zhǔn)儀配套使用。精密水準(zhǔn)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_(kāi)始，輔助分劃的注記從某一常數(shù)K開(kāi)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(cuò)開(kāi)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(biāo)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(zhǔn)尺上的注記數(shù)字比實(shí)際長(zhǎng)度增大了一倍，即5cm注記為1dm

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

6、儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別在于：自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒(méi)有水準(zhǔn)管和微傾螺旋，而是在望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中裝置了補(bǔ)償器。1．視線自動(dòng)安平的原理當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后，視準(zhǔn)軸仍存在一個(gè)微小傾角α，在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器，使通過(guò)物鏡光心的水平光線經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角，仍能通過(guò)十字絲交點(diǎn)，這樣十字絲交點(diǎn)上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)，即為視線水平時(shí)應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。由于無(wú)需精平，這樣不僅可以縮短水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)時(shí)間，而且對(duì)于施工場(chǎng)地地面的微小震動(dòng)、松軟土地

7、的儀器下沉以及大風(fēng)吹刮等原因，引起的視線微小傾斜，能迅速自動(dòng)安平儀器，從而提高了水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)精度。,2、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu),1、基座2、腳螺旋3、度盤4、水平微動(dòng)5、望遠(yuǎn)鏡座6、粗瞄7、卡環(huán)（卡牢目鏡）8、望遠(yuǎn)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(cè)微手輪15、平板座16、鎖緊手輪,2、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu),主要由帶有光學(xué)自動(dòng)補(bǔ)償器的望遠(yuǎn)鏡組成，補(bǔ)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?jī)x器上設(shè)有檢查撳鈕（9），可檢查補(bǔ)償器工作狀況，目鏡（8）可卸下更換其它觀測(cè)附件儀器采用摩擦制動(dòng)。水平微動(dòng)采用無(wú)限微動(dòng)機(jī)構(gòu)（4），安排在兩側(cè)的手輪分別供只手操作。,,3．自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)，首先將圓水準(zhǔn)器氣泡居中，然后瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，等待2～4秒后，即可進(jìn)行讀數(shù)。有的自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀配有一個(gè)補(bǔ)償器檢查按鈕，每次讀數(shù)前按一下該按鈕，確認(rèn)補(bǔ)償器能正常作用再讀數(shù)。,一、操作步驟,1

9、、儀器的開(kāi)箱和安裝 架三角架時(shí)，三個(gè)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(cè)時(shí)適宜為準(zhǔn)，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(zhǔn)泡居中，此時(shí)視線自動(dòng)安置成水平狀態(tài)。水泡可通過(guò)棱鏡（12）直接觀察到。,自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用步驟,3、儀器的瞄準(zhǔn)和調(diào)焦3.1使望遠(yuǎn)鏡對(duì)著亮處，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)目鏡（8）調(diào)焦，這時(shí)分劃板變得模糊，

10、然后再慢慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡目鏡調(diào)焦，使十字絲分劃板變得最清晰時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.2用光學(xué)粗瞄準(zhǔn)器粗略地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。瞄準(zhǔn)時(shí)用雙眼同時(shí)觀測(cè)。一只眼睛注視瞄準(zhǔn)口內(nèi)的十字線。一只眼睛注視目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡。使十字線和目標(biāo)重合。,(3)調(diào)焦后，用望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)：擰緊制動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦螺旋，使目標(biāo)清晰地成像在十字絲分劃板上。這時(shí)眼睛作上、下、左、右移動(dòng)，目標(biāo)呈像與十字絲影像應(yīng)無(wú)任何相對(duì)位移，即無(wú)視差存在(若有視差應(yīng)予以消除)。然后轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋

11、，精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。4、標(biāo)尺讀數(shù)  瞄準(zhǔn)標(biāo)尺后，檢查圓水泡是否居中，按一下按鈕，檢查補(bǔ)償器是否處于工作狀態(tài)，讀取水平絲在標(biāo)尺上的位置。 （當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)內(nèi)的警告指示窗全部呈綠色時(shí), 方可進(jìn)行標(biāo)尺讀數(shù)；若指示窗內(nèi)上或下端出現(xiàn)紅色警告時(shí)應(yīng)即時(shí)整平儀器，使紅色消失方可讀數(shù)。）,讀取水平絲在標(biāo)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(duì)應(yīng)的毫米值（3mm），因此讀數(shù)為1.143m。 為

12、了提高測(cè)量精度，用三絲法校核過(guò)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(lái)檢驗(yàn)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(biāo)尺間的距離。,,,,上絲A1,下絲A2,為了簡(jiǎn)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(shí)上絲讀數(shù)與之相減就很容

13、易得到距離。,5、方位角測(cè)量,視距絲豎絲瞄準(zhǔn)目標(biāo)A,度盤指示角度值α ；轉(zhuǎn) 動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，瞄準(zhǔn)目標(biāo)β ，度盤指示值，則角度AOB=α - β,,,,A,B,,,α,β,注意事項(xiàng),1、觀察時(shí)，應(yīng)避免陽(yáng)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(shí)，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(méi)有竄動(dòng)，如有必要可用扳手進(jìn)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(dòng)，不再位于圓圈中心，就必須對(duì)圓水泡進(jìn)行校正。5、操作旋鈕時(shí)應(yīng)緩慢，不可用力過(guò)猛，以防損壞儀器。6、自安平的水準(zhǔn)儀在測(cè)量中應(yīng)注意檢查自動(dòng)調(diào)平是否正常。7、水準(zhǔn)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(zhǔn)儀,又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，它是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它采用條碼標(biāo)尺，各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。目前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼一方面被成像在望遠(yuǎn)鏡分化板上，供目視觀測(cè)，另一方面通過(guò)望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成像在光電傳感器（又稱探測(cè)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(zhǔn)標(biāo)尺，電子水準(zhǔn)儀又可以象普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。不過(guò)這時(shí)的測(cè)量精度低于電子測(cè)量的精度。特別是精密電子水準(zhǔn)儀，由于沒(méi)有光學(xué)測(cè)微器，當(dāng)成普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí)，其精度更低。,電子水準(zhǔn)儀,電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點(diǎn)是：（1）操作簡(jiǎn)捷，自動(dòng)觀測(cè)和記錄，并立即用數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果。（2）整個(gè)觀測(cè)過(guò)程在幾秒鐘內(nèi)即可完成，從而大大減少觀測(cè)錯(cuò)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(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)入后處理，實(shí)現(xiàn)測(cè)量工

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

18、準(zhǔn)標(biāo)尺上的條形編碼。電子水準(zhǔn)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(guò)信號(hào)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(zhǔn)儀的使用NA2000電子水準(zhǔn)儀用15個(gè)鍵的鍵盤和安裝在側(cè)面的測(cè)量鍵來(lái)操作。有兩行LCD顯示器顯示給使用者，并顯示測(cè)量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。觀測(cè)時(shí)，電子水準(zhǔn)儀在人工完成安置與粗平、瞄準(zhǔn)目標(biāo)（條形編碼水準(zhǔn)尺）后，按下測(cè)量鍵后約3～4秒既顯示出測(cè)量結(jié)果。其測(cè)量結(jié)果可貯存在電子水準(zhǔn)儀內(nèi)或通過(guò)電纜連接