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1、光学水准仪室外校正方法 按照 中华人民共和国计量法 和水文行业规范标准 光学水准仪属国家 依法管理的计量器具 检定周期一般为一年 对使用中的仪器必需每年到县级 以上人民政府计量行政部门或委托部门送检 检定合格后才能使用 按国家计 量检定规程光学水准仪检定的项目很多 要用许多专用的检定仪器或器具才能 进行检定 各单位受条件限制无法作全面的检定 但是对某些在使用中的仪器 影响测量精度的项目 国家计量检定规程 JJG425 86 允许采用室外校 正的方法进行 一 光学水准仪的轴系关系 光学水准仪是借助水平视线作为基准 进行高差测量的光学仪器 它的结构比 较简单大家都熟悉 为什么要了解它的轴系关系呢
2、因为它对校正工作很有帮 助 光学水准仪的轴主要有 符合管状水准泡水准轴 园水准泡轴 望远镜视 准轴 还有就是竖轴 通过符合管状水准泡中心和水准管弧线零刻度并垂直于 铅垂线的切线叫符合管状水准泡水准轴 它始终是水平的 通过园水准器气泡 中心和园水准器球面中心的水平切线的法线叫园水准轴 通过望远镜目镜 调 焦镜 物镜的光学中心和十字丝中心的连线叫望远镜视准轴 通过水准仪照准 部旋转轴的几何中心的连线叫竖轴 它们的轴系关系是 符合管状水准泡水准 轴平行于望远镜视准轴 它们在水平面上投影的不平行度称为交叉误差 在铅 垂面上投影的不平行度称为i 角误差 园水准泡轴平行于竖轴 其误差也就是 园水准器准确性
3、 十字丝横丝垂直于竖轴 其误差称为望远镜分划板横线与竖 轴的垂直度 仪器检查校正的目的 就是要确保这些轴系关系 并在一定的误 差范围内 了解这些轴系关系后 就可以根据仪器的结构和各零部件所处的位 置很方便的进行校正工作了 二 光学水准仪室外检查校正方法 1 外观检查 a 仪器外表漆层应均匀无脱皮 电镀细密无伤痕 零件接合应齐整 密封性 能应良好 b 正常条件观测时 望远镜视场中亮度均匀 像质良好 分划板注记清晰 c 光学零件表面应清洁 均无油迹 霉斑和有损成像质量的显着气泡 灰尘 擦痕等缺陷 胶合件不应脱胶 镀膜层不应损伤 d 管状水准泡上的分划线应清晰 均匀 且与水准泡管轴相垂直 符合水准
4、器的符合分界线应均匀细直 气泡成像应清晰 两端影像应正交 并对称于符 合分界线 e 仪器的转动机构及微动机构应运转灵活 平稳 舒适 无明显跳动 阻滞 及回程现象 观察点状目标时 旋转微倾或微动手轮 其移动轨迹应为直线 f 制动机构及校正螺钉均应有效地发生作用 不应有松动现象 各校正和改 正机构应留有调整余量 g 自动安平水准仪的阻尼机构应能正常地工作 h 水准泡安装应牢固 微倾手轮运转时 气泡移动应均匀灵敏 不应有目视 可见的跳动或阻滞现象 i 望远镜目镜调节时 视场内的十字线交点不应有明显地晃动现象 j 仪器与三脚架的联结应牢固 在照准部转动时 基座不应有晃动现象 2 国家计量检定规程允许室
5、外检查校正的项目 指使用中的仪器 a 园水准泡轴平行于竖轴 b 符合管状水准泡水准轴垂直于竖轴 c 望远镜分划板横丝垂直于竖轴 d 望远镜视准轴与符合管状水准泡水准轴在铅垂面上投影的不平行度即i 角 误差 3 国家计量检定规程规定的室外检查校正的条件 a 观测时间 根据地区 季节等具体条件决定 一般情况下 上午由日出后 0 5h 开始 太阳中天前 2 5h 结束 下午由太阳中天后2 5h 开始 日落前 0 5h 结束 b 环境条件 气温无突变 空气无颤动或有微小而断续的颤动 风力不大于 4 级 20km h 无降水 能见度大于1000m 4 符合管状水泡水准轴垂直于竖轴和园水准泡轴平行于竖轴的
6、检查校正 将仪器架好于三脚架上 初步整平 先使任意两个基座螺旋的连线平行于照准 部望远镜 径向调整这两个基座螺旋使符合水泡居中 然后顺时针旋转照准部 90 度 使望远镜垂直于这两个基座螺旋的连线 调整第三个基座螺旋使符合水 泡居中 再顺时针旋转90 度 使望远镜平行于这两个基座螺旋的连线 这时 看符合水泡是否居中 若不居中 用这两个基座螺旋径向调整符合水泡居中偏 差量的一半 再用照准部的倾斜螺旋调整符合水泡居中 重复上述方法几次 使照准部在各个方向上符合水泡都严格居中为止 这样符合管状水泡水准轴就 垂直于坚轴了 根据精度传递原理 这时调整固定园水准器架上的三个螺丝 使园水淮器水泡在园分划圈之内
7、并且居中 这样园水准轴也就平行于竖轴了 DS3水准仪符合管状水准器角值 20 2mm 园水准器角值 8 2mm 所以 符合管状水准器比园水准器精度高 上述方法也称为仪器精确调平 国家计量 检定规程规定在仪器精确调平后 符合管状水准器水泡在任何方向上都不能偏 移 1 4 角值 1 4 格 园水准器水泡都应在园分划圈之内 5 望远镜分划板横丝垂直于竖轴的检查校正 精确调平仪器 在距仪器 20 50m处与仪器等高的地方选取一个明显而较细的 目标点 将十字丝中心压在目标点上 转动水平方向微动螺旋 使目标点慢慢 移动到横丝的一端 看是否还压在横丝上 如果是 说明横丝垂直于竖轴 否 则就要进行校正 用钟表
8、起子旋松靠望远镜目镜一端的三个制头螺丝的任意两 个 旋转松动部分 调整目标点到偏离横丝一端偏移量的一半 重复上述方法 几次 使目标点在横丝作水平方向移动时一直都压在横丝上为止 然后旋紧这 两个制头螺丝 这样望远镜分划板横丝就垂直于竖轴了 国家计量检定规程规 定 望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度误差 DS1水准仪 1 DS3水准仪 3 6 望远镜视准轴平行于符合管状水准泡水准轴的检查校正 交叉误差和i 角 误差 交叉误差对高差测量精度影响不大 每年送检时已作了检定 国家计量检定规 程规定 对在使用中的仪器可以不作交叉误差的检校 但是i 角误差在每次使 用前必需进行检校 因为i 角误差对高差测量精度
9、影响很大 i 角误差的检校 选取较平坦的地形竖立相距50 100m的 A B两根水准尺 有 条件的地方最好选取100m 用钢尺或皮尺在 A B两点水平连线上量取中点 将仪器架平于中点并精确调平 用中丝分别读取A B两水准尺读数 a 和 b 得 两点高差 h a b 或 h b a 再将仪器移置于A B连线的延长线上距A 或 B 3 5m处 架平仪器并精确调平 设A尺为近尺 B尺为远尺 用中丝分别 读取 A B两尺读数 a 和 b 得高差 h a b 或 h b a 如果 h h 则 i 角误差为零 h h 则有 i 角误差 根据经验公式 i h h D D A B两点间的水平距离 单位 mm
10、206265 国家计量检定规程规定 i 角误差 DS1水准仪 10 DS3水准仪 12 虽 然水文行业标准可以放宽1 5 倍 但是水文水准测量有时设及国家三等水准测 量 所以最好是用国家计量标准 如果i 角误差超标则需要校正 算出远尺正 确读数 M a h h 的正负号选取要使下式成立M a h 或 a M h 转动倾斜螺旋 用中丝 切远尺读数 M 这时符合水准器气泡不再居中 用拨针调整符合水准器可调整 部分一端的上下两个螺丝 使符合水准器水泡居中 调整这两个螺丝时要先松 后紧 对于自动安平水准仪 用拨针调整望远镜靠目镜一端固定十字丝分划板 的上下两个螺丝 同样先松后紧 使十字丝中丝切在远尺读
11、数M上即可 重复 上述方法直到 h h 或 i 角在误差范围内 三 对长江委水文局颁布的 水文测验仪器设备设施检查制度 试行 中关 于水准仪检验校正登记表的建议 1 要把送计量检定部门检定的日期和结果填入表内 增加的内容 主要是检查各单位是否按国家计量法的要求每年送检的情况 是否合格 2 望远镜放大率的检验可以不做不填 望远镜放大率在制造仪器时厂家己确定 它是一个定值 只是不同精度级别的 水准仪望远镜放大率是不一样而已 精度超高放大率越大 国家计量检定规程 里没有这项检定 3 符合水准器分划值的检验可以不做不填 适应在使用中的DS3水准仪 国家计量检定规程规定 在使用中的 DS3水准仪可以不作
12、符合水准器分划值的 检验 各水文站基本上都是使用的DS3级别的水准仪 对 DS1以上精度水准仪 要作检验 检验方法可按 水文测验仪器设备设施检查制度 中所描述的方法 进行 4 交叉误差的检校可以不做不填 国家计量检定规程规定 在使用中的水准仪可以不作交叉误差的检验 水准仪的 I 角的检验与调校 发稿 2009 9 14 发布者 来源 点击 187 次 1 数年的经验告诉我们 水准仪仅仅是i 角的正常变化不属于保修范围 恳请不要邮寄千 里之外厂家仪器维修中心调节 请用户或我们当地服务中心工作人员协助测定与调整 2 水准仪产生i 角变化的原因是仪器本身的结构与外业工作条件的变化而致 仪器中 的十字
13、丝是固定在上下的V形槽中 下面的 V形槽由弹簧支撑着 上面是一个压紧调节螺丝 由于因内部与外界环境条件的变化 如温度 湿度 震动的变化它会产生i 角微小的变化 或者 由于其它内应力的变化而产生不同程度的变化也是不足为奇的 3 在用户说明书中已明确 水准仪的i 角可由用户自行调整 请参照水准仪说明书自 行调整 4 什么是水准仪的i 角 水准仪的视准轴在垂直方向与水准轴的夹角 5 现在 再扼要地介绍水准仪i 角的测定办法 如图所示 将水准仪置平在二支水准标尺的中间 仪器距标尺约30 米或 40 米 前后大约等距离 读取标尺上的读数得到二点的高差值 搬迁仪器至二支标尺的一内侧或外侧均可 此时 仪 器
14、至标尺的距离分别为近距离的标尺只是几米 而远距离的标尺已是几十米 同样 测量这 二点的高差值 如果二次测得的高差相等 说明仪器i 角为零 高差不等就说明仪器存在着 i 角的误差 如 仪器在中间 读取A尺的读数a1 0962 B尺的读数b1 1062 仪器在一侧 读取A尺的读数a2 0835 B尺的读数 b2 0933 h1 1062 0962 0100 h2 0933 0835 0098 h 0098 0100 2 mm 按小角公式计算i 角 i s 2 mm 206265 60000mm 41 6 7 6 水准仪 i 角的允许误差 水准仪 i 角允许误差的概念应该说有三方面的涵义 也是三种情
15、况下的不同要求 出厂 时工厂调校的允许误差 用户调校时的允许误差 测量等级或规定所要求的允许误差 如徕 卡 NA2 i 角的允许误差 出厂调校为 8 用户调校为 20 但是 根据我国国家水准测量规范和工程 测量规范的要求 用于一 二等水准测量的水准仪 仪器的i 角不应超过15 用于三 四等水准测量的仪器 仪器的i 角不应超过20 所以 在用徕卡水准仪NA2加 GPM3 测 微分划板进行一 二等水准测量时 仪器的i 角必须调校至15 以内 在进行三等以下水 准测量时 仪器的i 角应在 20 以内 i 角的测定也可以按照将水准仪可以放置在二支水准标尺二外侧的方法测定仪器的i 角 道理是一样的 正确的a4 值是 a4 a1 a2 a3 7 改正水准仪i 角的方法就是转动V形槽上面螺丝钉的位置 旋进或旋出 仪器处在 不同的位置请注意加减符号 朋友们 仪器经过长途运输 仪器经过长期作业 仪器操作环境的不断变化 均可能使 水准仪的i 角发生变化 所以 经常性地 自觉地 定期地 检查与调节水准仪的i 角不仅 是确保测量精度的需要 也是我们测量人员的美德
