学习情境2.6 自动安平、精密、电子水准仪简介

2.6.1 自动安平水准仪

自动安平水准仪的特点：没有水准管和微倾螺旋，只有圆水准器进行粗平，尽管视线有微小倾斜，借助补偿器的作用，视准轴几秒内自动成水平状态，从而读出视线水平时的水准尺读数值。

1.视线自动安平原理

ZZ水平时在水准尺上读数为a，ZZ倾斜一个小角α，视线读数为a′，为了十字丝中丝读数仍为水平视线的读数a，在望远镜光路上增设一个补偿装置，使通过物镜光心的水平视线经补偿装置的光学元件偏转一个β角，仍旧成像于十字丝中心，如图2.18所示，视线自动安平的要求为：

f·α=d·β

（2.17）

图2.18 自动安平水准仪补偿器原理

2.补偿装置的结构

采用悬吊式光学元件借助重力作用达到视线自动安平或借助空气或磁性的阻尼装置稳定补偿器的摆动，补偿器安在望远镜光路上与十字丝相距d=f/4处，视线倾斜α角，水平视线经直角棱镜的反射，使之偏转β角，正好落在十字丝交点上，观测者仍能读到水平视线的读数。

3.使用

圆水准气泡居中后，即可瞄准水准尺进行读数。

τ=（8′～10′）/2mm 补偿器作用范围上（10′～15′）

2.6.2 精密水准仪

1.精密水准仪

精密水准仪主要用于等级水准测量，采用精密水准仪和精密水准尺配合，完成测量任务。由精密水准仪提供精确的水平视线和精确读数，如图2.19（a）所示，其参数见表2.5。

图2.19 精密水准仪及水准尺（铟钢尺）

表2.5

我国水准仪系列及基本技术参数

2.精密水准尺及读数

精密水准尺一般是在木质尺身的槽内，安有一根铟瓦合金带。带上标有刻划，数字注在木尺上。精密水准尺须与精密水准仪配套使用。精密水准尺上的分划注记形式一般有两种。

一种是尺身上刻有左右两排分划，右边为基本分划，左边为辅助分划。分格值为10mm的精密水准标尺如图2.19（b）所示，它有两排分划，尺面右边一排分划注记从0～300cm，称为基本分划，左边一排分划注记从300～600cm称为辅助分划，同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数K，K称为基辅差，通常又称尺常数，水准测量作业时可以用以检查读数的正确性。

另一种是尺身上两排均为基本分划，其最小分划为10mm，但彼此错开5mm。尺身一侧注记米数，另一侧注记分米数。尺身标有大、小三角形，小三角形表示半分米处，大三角形表示分米的起始线。5mm的精密水准尺如图2.19（c）所示，它也有两排分划，但两排分划彼此错开5mm，所以实际上左边是单数分划，右边是双数分划，也就是单数分划和双数分划各占一排，而没有辅助分划。木质尺面右边注记的是米数，左边注记的是分米数，整个注记从0.1～5.9m，实际分格值为5mm，分划注记比实际数值大了1倍，所以用这种水准标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值，如图2.19（b）、（c）所示。

精平后，转动测微螺旋，使十字丝的楔形丝精确夹准某一整分划线。读数时，将整分划值和测微器中的读数合起来。如图2.19（d）所示读数为198.150m。

国产S1型精密水准仪与分格值为5mm的精密水准标尺配套使用。如图2.19（d）所示，使用测微螺旋使楔形丝夹准198分划，在测微器读数显微镜中的读数为150，即

1.50mm，水准标尺上的全部读数为198.150cm。

2.6.3 电子水准仪及条纹码水准尺

（1）具有自动安平、显示读数和视距的功能，如图2.20所示。（2）能与计算机数据通信，避免了人为观测误差。

图2.20 电子水准仪及条纹码水准尺

1—望远镜遮阳板；2—望远镜调焦螺旋；3—触发键；4—水平微调；5—刻度盘；6—脚螺旋；

7—底座；8—电源/通信口；9—键盘；10—显示器；11—圆水准气泡；12—十字丝；

13—可以动的圆水准气泡调节器