水准仪的操作步骤(水准仪使用方法图解)

普通水准仪的检验与校正

1．圆水准器轴（圆球面中点和球心的连线）平行于仪器的竖轴

检验：把仪器安置在三脚架上，转动脚螺旋，使圆水准器的气泡居中。然后使仪器绕竖轴旋转180°，此时若圆水准器的气泡仍然居中，则说明此项条件满足。

校正：如气泡偏离圆水准器中心位置，先用脚螺旋使气泡退回一半，然后拨动圆水准器校正螺丝使气泡居中。反复检验校正直至满足条件。

此外，还可以先按照经纬仪上盘水准管轴垂直于竖轴的检校方法，将水准仪上长水准管校正好，在长水准管水平的条件下，拨动圆水准器校正螺丝，使圆气泡居中。

2．十字丝横丝垂直于仪器竖轴

检验：将水准仪在地上安置好，以横丝的一端瞄准远处一清晰固定的点，然后转动水平方向的微动螺旋，如该点始终在横丝上移动，说明横丝垂直于竖轴，否则应进行校正。

校正：松动十字丝环上相邻两校正螺丝，转动十字丝环，直到满足要求为止。

3．水准管轴平行于视准轴

检验：在地面选定A、B两点，相距60~100m，置仪器于A、B之中点，对两端所立标尺进行观测得读数a1、b1（图4-237），a1－b1＝h即为两点间的正确高差。然后将仪器搬近B点，紧靠B整置仪器，使望远镜目镜端靠近标尺，自物镜端观测水准尺，以铅笔尖指出圆孔中心在尺上的位置，在镜外读得B点标尺之读数b2（即仪器高）。然后再对A点所立水准尺进行观测得读数a2。若a2－b2＝a1－b1，则此项条件满足。

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图4-237 水准管检验

校正：若a2－b2不等于a1－b1，在A点上水准尺的正确读数应为a'2＝b2＋（a1－b1）＝b2＋h。旋转望远镜微倾螺旋，使横丝对准A点标尺上的正确读数a'2，这时视准轴已水平，但气泡却偏离中心，拨动水准管校正螺丝使气泡居中。

此项检校要反复进行，直至仪器在B点所测之高差，与仪器在A、B的中点所测正确高差相差在3~4mm以内，就可以认为校正好了。

4．视准轴与水准管轴应平行（即无交叉误差）

检验：安平仪器后，在距仪器约50m处竖立一水准尺。水准仪三个脚螺旋的位置应如图4-238所示，其中两脚螺旋的连线与仪器至标尺的连线相垂直。将仪器整平，使水准管气泡严格居中，用横丝的中心部位在尺上读数。然后将两个脚螺旋相对地旋转1~2整周，使水准仪向一侧倾斜，此时横丝所对尺上读数必已变动，旋转微倾螺旋，使十字丝交点处读数保持不变，查看气泡是否偏离中心，如有偏离，记住气泡偏离中心的方向（如偏向目镜端或物镜端）。使脚螺旋恢复原来位置，并旋转微倾螺旋使气泡居中，此时横丝所对尺上读数仍为原来数值。然后再以和前次相反的方向旋转脚螺旋1~2整周，使水准仪向另一侧倾斜，同时旋转微倾螺旋保持十字丝交点处读数不变，再查看气泡有无偏离中心现象，或偏向哪一端。如通过两次检查，气泡始终居中或仅偏于同一端，说明水准轴与视准轴平行。若气泡一次偏于目镜端而另一次偏于物镜端，则说明此项条件不满足，即有交叉误差的存在。

图4-238 视准轴检验 1-脚螺旋；2-标尺

校正：用水准管上左右两校正螺旋一松一紧使气泡居中。此项检验与校正要重复进行，直至满足条件。

在进行三、四等水准测量时，应进行此项检验，一般情况下可不进行。

精密水准仪的检验与校正

精密水准仪的特征：（1）望远镜有较大的放大率，约36~50倍。望远镜品质甚高，有很好的清晰度、光明度，一切色差变形消除殆尽；（2）水平管的灵敏度极高，约自2"/2mm~6"/2mm之间。近代观察水泡像的方法多采用棱镜折影符合法，符合观察之精度为水平管灵敏度的1/4，例如水准管的灵敏度4"/2mm，则用符合法之后，观测精度可达0.1"。因此，现今精密的水准仪上水准管的灵敏度绝对值不需过高，而仍能达到非常精密的安平效果。

1．精密水准仪的基本构造

精密水准仪的构造如图4-239所示。

图4-239 精密水准仪构造

1-瞄准器；2-望远镜目镜；3-望远镜调焦螺旋；4-水准器反光板；5-微倾螺旋；6-楔形保护玻璃；7-平行玻璃板测微手轮；8-制动螺旋；9-微动螺旋；10-脚螺旋

2．使用方法

（1）安平 安平方法与普通水准仪大致相同。不过此仪器长水准灵敏度极高，气泡动荡静止较慢，应注意将脚架安踏牢固，安平时先使圆水准大致居中，为了尽量提高视线，减少地面折光影响，仪器架应尽量架高。在瞄准水准尺之后用微倾螺旋作精确居中，此时只需稍微转动一下即可。螺旋转动的方向与气泡像相对移动方向是一致的（图4-240）。

图4-240 调整气泡

（2）读尺 精密水准仪配有铟钢水准尺，尺面分左右两条刻划，两刻划的起点数值不同，测量时两尺都要读数，彼此校对。尺上每小格1cm，每二格注一字，由尺上直接读至厘米，零碎读数由光学测微计直读至0.1mm，估读至0.01mm，在瞄准后，转动测微计螺旋，尺像随之上下移动，使横线一端的楔形夹线恰好夹住尺上刻划线。

如图4-241所示，左尺（或称主尺）读数为148cm，测微读数为0.647cm，此读数为主尺148.647cm。然而进行右尺（或称为副尺）读数，每一相同高度主副尺读数总是相差301.550cm，由此可以核对读数。

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图4-241 读尺示例

3．校正

（1）圆水泡之校正

1）目的使圆水泡轴线垂直，以便安平。

2）校正方法用长水准管使纵轴确切垂直，然后校正之，使圆水泡气泡居中，其步骤如下：拨转望远镜使之垂直于一对水平螺旋，用圆水泡粗略安平，再用微倾螺旋使长水准气泡居中微倾螺旋之读数，拨转仪器180°，倘气泡偏差，仍用微倾螺旋安平，又得一读数，旋转微倾螺旋至两读数之平均数。此时长水准轴线已与纵轴垂直。接着再用水平螺旋安平长水准管气泡居中，则纵轴即垂直。转动望远镜至任何位置气泡像符合差不大于1mm。纵轴既已垂直，则校正圆水准使气泡恰在黑圈内。在圆水泡的下面有三个校正螺旋，校正时螺旋不可旋得过紧，以免损坏水准盒。

（2）微倾螺旋上刻度指标差的改正

上述进行使长水准轴线与纵轴垂直的步骤中，曾得到微倾螺旋两数之平均数，当微倾螺旋对准此数时，则长水准轴线应与纵轴垂直，此数本应为零，倘不对零线，则有指标差，可将微倾螺旋外面周围三个小螺旋各松开半转，轻轻旋动螺旋头至指标恰指“0”线为止，然后重新旋紧小螺旋。在进行此项工作时，长水准必须始终保持居中，即气泡像保持符合状态。

（3）长水准之校正

1）目的是使水准管轴平行于视准轴。

2）步骤与普通水准仪的检验校正相同。

激光水准仪的构造

图4-242是我国烟台光学仪器厂生产的YJs3激光水准仪的外形。其构造是在S3水准仪的望远镜上加装一只He-Ne气体激光器，原理与J2-JD激光经纬仪相同。

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图4-242 激光水准仪

激光水准仪的操作方法

水准仪部分与S3型水准仪相同，激光器部分与J2-JD激光经纬仪的操作方法相同。

激光水准仪的用途

用激光水准仪测高程时，激光束在水准尺上显示出一个明亮清晰的光斑。任何人都可以直接在尺上读数，既迅速又正确，减少了读数中可能发生的错误。另外由于激光束射程较长，白天尺面上很亮时为150m，尺面上较暗时为300m，晚上尺面黑暗时可达2000~3000m。因此立尺点可距仪器更远，在平坦地区作长距离高程测量时，测站数较少，提高了测量的效率。在大面积的楼、地面抄平工作中，放一次仪器可以控制很大一块面积，极为方便。

YJs3激光水准仪的精度与S3型水准仪相同。