水准仪的检定和校正研究

2022-09-10

1. 水准仪的相关概述

水准仪主要由望远镜、管水准器 (或补偿器) 、垂直轴、基座、脚螺旋等构件组成, 水准仪的种类有很多, 按照结构的划分方法可以将水准仪划分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪 (又称电子水准仪) , 按照精度的划分方法对水准仪进行划分, 可以划分为精密水准仪和普通水准仪。

水准仪是从事测量工作的一种大地测量光学仪器, 水准仪的工作原理主要是利用水平视线来测定地面上各点的高度。水准仪大多被用于建筑工程测量, 地基变形与沉降监测等, 有时也被用于国家一等水准测量及地震水准测量, 另外对于水平有要求的大型机械的安装或者特殊工具的加工及对精密工程进行测量时往往也会用到水准仪。

现如今水准仪已经在我国的各个领域广泛应用, 例如水准仪已经被广泛应用于水准网测量、变形监测、地面沉降的监测、工业测量、隧道和矿山测量、地形测量、水准线路测量、区域水准测量、水准网测量、等高线测量、道路和铁路施工放样纵断面测量、横断面测量、高程放样等等各个领域。

水准仪的使用要点主要有安置、粗平、瞄准、精平、读数。其中安置主要是将水准仪正确安置到可伸缩的三脚架上, 这是水准测量的第一步;而粗平是在使用水准仪对测量点进行测量之前使一起的视线粗略水平, 通过整平操作使气泡居于圆指标圈内;瞄准则是通过调整目镜、物镜, 再观察水准尺使得水准尺的像靠于十字竖丝的一侧;精平简而言之就是使望远镜的视线精确水平, 这是水准仪测量中非常关键的一个环节, 水准仪是否精平直接影响着水准仪观测的精度;最后一点就是读数, 用十字丝, 截读水准尺上的读数。

2. 水准仪的检定与校正

2.1 水准仪上圆水准泡的检定与校正

在对水准仪上圆水准泡进行检定、校正时需要将水准仪固定在检定台上, 调整望远镜, 使其视轴方向与水准仪脚螺旋的位置保持平行, 并将圆水泡置于中间位置, 再旋转望远镜180度, 将望远镜旋转后观察水泡位置, 若圆水准泡仍在中心, 则说明水准仪的圆水准泡检定合格, 若圆水准泡未在中心, 就需要对圆水准泡进行调整。

2.2 望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度的检定与校正

在对水准仪望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度的检定时需要将水准仪固定在检定台上, 再将被检水准仪整平, 将被检水准仪对准JSJ主标准器, 对微光管的十字丝交点进行测量, 通过转动水准仪的水平微动手轮来调整十字线交点横丝, 若水平微动手轮过程中横丝未发生偏移, 那就表示横丝垂直于竖轴, 若水平微动手轮时横丝发生了偏移, 则必须要对其进行校正。

2.3 水准仪视准线误差检定及校正

本文就以JSJ型水准仪检定装置为例, 对水准仪视准线误差检定及校正进行分析, JSJ型水准仪检定装置系统的主光为自平准线, 该检定系统是一款自动化系统, 可自动给出小于0.5的准水平线, 这样的检定系统对于i角误差的检定非常简便、智能。

使用JSJ型水准仪检定装置对水准仪进行检定时, 需要将JSJ型水准仪检定装置的主标准器上的调焦手轮进行微调, 调整至5m位置处, 使水准仪的十字线显示出来, 再通过调整升降手轮, 将主标准器中的水准仪的十字线与被检水准仪中的十字线保持重合, 再对主标准器与被检水准仪的调焦手轮进行微调, 使主标准器的十字线与水准仪的十字线都变得十分清晰, 再观察两十字线是否重合, 不重合则需要调整主标准器的i角测量手轮, 让主标准器与水准仪的十字横丝重合, 此时i角测量手轮的角度就是被检水准仪的i角误差值。

若被检水准仪的i角误差值超过了国家检定规程的要求, 就必须要对水准仪进行校正。我国水准仪的种类有很多, 但目前常用的水准仪主要是自动安平式水准仪, 另一种就是水准管式水准仪, 本文就以水准管式水准仪视准线误差的校正为例, 在对水准管式水准仪视准线误差进行校正时, 需要先将水准仪整平, 通过转动微倾螺旋使得被检水准仪的横丝与装置的主标准器横丝保持重合, 再使用校正针拨动水准管的校正螺丝, 通过松紧校正螺丝来调整水准管气泡, 反复校正螺丝使气泡居中, 之后再重新紧固校正螺丝即可。

3. 水准仪的检定与校正过程中出现的问题及解决措施

3.1 水准仪目镜调焦非常困难

水准仪主要有目镜和物镜, 在对水准仪目镜进行调焦时经常会出现问题, 不但调焦困难, 有时还会出现异响, 这主要是因为调焦螺纹与目镜螺纹中间连接处缺少润滑油, 也有可能是因为水准仪经常在工地上使用, 环境比较恶劣, 沙尘进入到调焦螺纹与目镜螺纹中间连接处, 这样的水准仪故障比较好处理, 只需要在调焦螺纹与目镜螺纹中间连接处添加少量润滑油即可, 若是沙尘的原因则需要用汽油对其进行清理。