项目三　水准仪的检验和校正

一、目的要求

1.练习水准仪的检验和校正方法。

2.巩固和深入理解水准仪检验和校正的原理。

二、准备工作

1.仪器工具：DS3级水准仪l台，尺垫2个，水准尺1根，记录板1块，测伞1把。

2.自备：实习记录纸1张，铅笔，小刀。

3.人员组织：每3人一组，轮换操作。

三、要点及流程

1.实验原理

水准仪的主要轴线如图1-6所示，由于内部结构与外界环境条件的变化，如温度、湿度、震动和内应力的变化，水准仪会产生圆水准器轴（L′L′）不平行于仪器竖轴（VV）、水准管轴（LL）不平行于望远镜的视准轴（ZZ）和望远镜十字丝的横丝不垂直于仪器竖轴。故而在外业施测之前，光学水准仪应满足以下主要几何关系：

（1）圆水准器轴平行于仪器竖轴L′L′∥VV。

（2）水准管轴平行于望远镜的视准轴LL∥ZZ。

（3）望远镜十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。

2.实验内容与步骤

1）圆水准轴（L′L′）平行于仪器竖轴（VV）的检验与校正

（1）检验方法

在实验室通道附近，安置水准仪后，转动脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器旋转180°，如果气泡仍居中，则表示该几何条件满足，不必校正，否则须进行校正。

（2）校正方法

水准仪不动，旋转脚螺旋，使气泡向圆水准器中心方向移动偏移量的一半，然后先稍微松动圆水准器底部的固定螺丝，再按整平圆水准器的方法，分别用校正针拨动圆水准器底部的三个校正螺丝，使圆气泡居中。

重复上述步骤，直至仪器旋转至任何方向圆水准气泡都居中为止。最后，把底部固定螺丝旋紧。

2）十字丝横丝垂直于仪器旋转轴的检验与校正

（1）检验方法

在实验室通道附近，安置水准仪整平后，要求望远镜的十字丝竖丝竖直、横丝水平。用十字丝横丝一端瞄准一明显标志P，拧紧制动螺旋，然后用水平微动螺旋转动照准部，使望远镜的十字丝横丝沿固定点移向横丝另一端。如果在移动过程中固定点P始终与十字丝重合，说明望远镜十字丝的横丝垂直于仪器竖轴。否则，偏离较大时须校正。

（2）校正方法

旋下目镜端十字丝环外罩，用小螺丝刀松开十字丝环的四个固定螺丝，按横丝倾斜的反方向小心地转动十字丝环，使横丝水平（转动微动螺旋，标志在横丝上移动）。再重复检验，直至满足条件为止。最后固紧十字丝环的固定螺丝，旋上十字丝环外罩。

十字丝横丝垂直于仪器旋转轴的原理图如图1-7所示。

3）水准管轴（LL）平行于视准轴（ZZ）的检验与校正

（1）检验方法

①选择一平坦地段，在直线上用钢尺量取三段距离，各段长均为20.6m，分别在两端点J1、J2和分点A、B上各用粉笔做一明显固定标志，并在A、B点放置尺垫（务必保证尺垫不被意外挪动）。

②分别在J1、J2安置水准仪，在A、B两点上竖立水准标尺。在J1点整平仪器，使符合水准器气泡精密符合，先后照准A、B两标尺各读数四次，分别取中数为a1，b1；搬迁仪器，同样在J2点整平仪器，使符合水准气泡精密符合，读得A、B两标尺各读数四次，分别取中数为a2，b2。

③i角的计算。由图1-8可知，若仪器没有i角误差影响时，在J2点，水平视线在A、B标尺上的正确读数应为，由于i角引起的误差分别为Δ、2Δ，同样在J2点水平视线在A、B标尺上的正确读数角引起的误差分别为2Δ、Δ。

Δ=1/2[（a2-b2）-（a1-b1）]

i=ρ″Δ/S=10Δ

ρ″=206265

上式中：（a2-b2）和（a1-b1）为仪器分别在J2和J1读数平均数之差；Δ以mm为单位。 《工程测量规范》 （GB50026—2007）中对于三、四等和等外水准测量仪器i角大于20″须进行校正。

（2）校正方法（本实验略）

i角检验记录，见图1-8。

四、注意事项

1.检验工作必须十分仔细，每人检验一次，两人所得结果证明存在误差时，才能进行校正，校正后必须进行第二次检验。

2.校正必须特别细心，校正螺丝应由指导教师先松动，才能开始校正工作。拨动校正螺丝用力要适当，严防拧断螺丝。

3.校正前必须先弄清该部件的构造，螺丝的旋向和校正的次序。拨校正螺丝时，先转动应松开的一个，后转动应旋紧的一个。校正到正确位置时，螺丝必须同时旋紧。

4.校正时仪器应该用测伞遮住阳光。

五、考核评分标准

考核标准：水准仪检验和校正考核见表1-5。

考核项目：水准仪检验和校正的现场操作。

六、练习题

1.水准仪应满足的三个主要条件是什么？哪些是主要的？

2.这些条件若不满足，对水准测量将会产生什么样的影响？

3.假使这些条件没有满足，又无法先校正好，测量时应如何处理？

4.当水准管轴与视准轴不平行时，经检验后，怎样判断气泡符合时视线是向上倾斜还是向下倾斜，能否据此估算出对不同距离外水准尺上读数的影响？