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水準(zhǔn)儀介紹

[ 2009-8-17 ]  [轉(zhuǎn)載請注明來源:就是要儀器網(wǎng) us-ats.com]

水準(zhǔn)儀介紹
  
  建立水平視線測定地面兩點間高差的儀器。主要部件有望遠鏡、管水準(zhǔn)器(或補償器)、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀(又稱電子水準(zhǔn)儀)。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。①微傾水準(zhǔn)儀。借助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準(zhǔn)器分劃值小、靈敏度高。望遠鏡與管水準(zhǔn)器聯(lián)結(jié)成一體。憑借微傾螺旋使管水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)微作俯仰,符合水準(zhǔn)器居中,視線水平。②自動安平水準(zhǔn)儀。借助自動安平補償器獲得水平視線。當(dāng)望遠鏡視線有微量傾斜時,補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動,從而迅速獲得視線水平時的標(biāo)尺讀數(shù)。這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定。③激光水準(zhǔn)儀。利用激光束代替人工讀數(shù)。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠鏡筒內(nèi)使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。在水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶,即可進行水準(zhǔn)測量;④數(shù)字水準(zhǔn)儀,這是上世紀(jì)90年代新發(fā)展的水準(zhǔn)儀,集光機電、計算機和圖像處理等高新技術(shù)為一體,是現(xiàn)代科技最新發(fā)展的結(jié)晶。
  水準(zhǔn)儀是在17~18世紀(jì)發(fā)明了望遠鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初,在制出內(nèi)調(diào)焦望遠鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。50年代初出現(xiàn)了自動安平水準(zhǔn)儀,60年代研制出激光水準(zhǔn)儀。90年代研制出了數(shù)字水準(zhǔn)儀。
  微傾水準(zhǔn)儀 借助于微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準(zhǔn)儀。作業(yè)時先用圓水準(zhǔn)器將儀器粗略整平,每次讀數(shù)前再借助微傾螺旋,使符合水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)俯仰,直到符合水準(zhǔn)氣泡精確居中,使視線水平。微傾的精密水準(zhǔn)儀同普通水準(zhǔn)儀比較,前者管水準(zhǔn)器的分劃值小、靈敏度高,望遠鏡的放大倍率大,明亮度強,儀器結(jié)構(gòu)堅固,特別是望遠鏡與管水準(zhǔn)器之間的聯(lián)接牢固,裝有光學(xué)測微器,并配有精密水準(zhǔn)標(biāo)尺,以提高讀數(shù)精度。中國生產(chǎn)的微傾式精密水準(zhǔn)儀,其望遠鏡放大倍率為40倍,管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2毫米,光學(xué)測微器最小讀數(shù)為0.05毫米,望遠鏡照準(zhǔn)部分、管水準(zhǔn)器和光學(xué)測微器都共同安裝在防熱罩內(nèi)。
  自動安平水準(zhǔn)儀
  借助于自動安平補償器獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀。它的特點主要是當(dāng)望遠鏡視線有微量傾斜時,補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動,從而能自動而迅速地獲得視線水平時的標(biāo)尺讀數(shù)。補償?shù)幕驹硎?當(dāng)望遠鏡視線水平時,與物鏡主點同高的水準(zhǔn)標(biāo)尺上物點P構(gòu)成的像點Z0應(yīng)落在十字絲交點Z上。當(dāng)望遠鏡對水平線傾斜一小角后,十字絲交點Z向上移動,但像點Z0仍在原處,這樣即產(chǎn)生一讀數(shù)差Z0Z。當(dāng)很小時可以認為 Z0Z 的間距為?f′(f′為物鏡焦距),這時可在光路中K點裝一補償器,使光線產(chǎn)生屈折角[116],在滿足?f′=[116]?s0(s0為補償器至十字絲中心的距離,即KZ)的條件下,像Z0就落在Z點上;或使十字絲自動對儀器作反方向擺動,十字絲交點Z落在Z0點上。如光路中不采用光線屈折而采用平移時,只要平移量等于Z0Z,則十字絲交點Z落在像點Z0上,也同樣能達到Z0和Z重合的目的。自動安平補償器按結(jié)構(gòu)可分為活動物鏡、活動十字絲和懸掛棱鏡等多種。補償裝置都有一個“擺”,當(dāng)望遠鏡視線略有傾斜時,補償元件將產(chǎn)生擺動,為使“擺”的擺動能盡快地得到穩(wěn)定,必須裝一空氣阻尼器或磁力阻尼器。這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定,尤其在多風(fēng)和氣溫變化大的地區(qū)作業(yè)更為顯著。
  激光水準(zhǔn)儀
  利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠鏡筒內(nèi),使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。
  利用激光的單色性和相干性,可在望遠鏡物鏡前裝配一塊具有一定遮光圖案的玻璃片或金屬片,即波帶板,使之所生衍射干涉。經(jīng)過望遠鏡調(diào)焦,在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi),獲得一明亮而精細的十字型或圓形的激光光斑,從而更精確地照準(zhǔn)目標(biāo)。如在前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶,即可進行水準(zhǔn)測量。在施工測量和大型構(gòu)件裝配中,常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。
  數(shù)字水準(zhǔn)儀是目前最先進的水準(zhǔn)儀,配合專門的條碼水準(zhǔn)尺,通過儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng),自動獲取水準(zhǔn)尺的條碼讀數(shù),不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測繪作業(yè)勞動強度,避免人為的主觀讀數(shù)誤差,提高測量精度和效率


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