第六节 微倾式水准仪的检验与校正

根据水准测量的原理，水准仪必须能提供一条水平视线，才能正确地测出两点间的高差，从而由已知点高程推求未知点高程。

水准仪出厂时各轴线间所具有的几何关系是经过严格检校的，确保仪器能提供一条水平视线，使仪器处于正常状态；但由于仪器在长期使用和运输过程中受到震动等原因，各轴线间之间的关系发生变化，使仪器处于非正常使用状态；因此，为了确保仪器观测数据的准确，我国现行建筑法规规定，仪器首次使用之前以及仪器首次进入施工现场之前必须进行检定，两次检定时间间隔不能超过国家规定的强制检定周期。

水准仪的强制检定周期为一年。

【背景资料：国家测绘局《测绘计量管理暂行办法》国测国字…1996‟24号第十三条规定，“测绘计量器具（用于直接或间接传递量值的测绘工作用仪器、仪表和器具），必须经周期检定合格，才能用于测绘生产。

未经检定、检定不合格或超过检定周期的测绘计量器具，不得使用”。

“在测绘计量器具检定周期内，可由使用者依据仪器使用状况自行检校”。

“教学示范用测绘计量器具可以免检，但须向省级测绘主管部门登记，并不得用于测绘生产。

”“检验、校正”与”检定”的区别：“检验、校正”是指使用者对仪器的检查，发现问题进行校正使之满足应有的技术要求；“检定”是指由国家法定检测部门对计量器具的检验和校正，并对合格仪器发放检定合格证明文件等。

】下面我们介绍水准仪的检验、校正方法。

水准仪检验就是查明仪器各轴线是否满足应有的几何条件，只有这样水准仪才能真正提供一条水平视线，正确地测定两点间的高差。

如果不满足几何条件，且超出规定的范围，则应进行仪器校正，所以校正的目的是使仪器各轴线满足应有的几何条件。

此外，水准仪还设置了一个便于操作的圆水准器，利用它使水准仪初步安平。

水准仪的主要轴线见图1。

一、水准仪应满足的条件1、两个主要条件：一是水准管的水准轴应与望远镜的视准轴平行(微倾式水准仪)／水平视线与望远镜的视准轴平行(自动安平水准仪DSZ)；二是望远镜的视准轴不因调焦而变动位置。

1、水准仪的的主要轴线及应满足的几何条件（1) 水准仪的的主要轴线水准仪有四根轴线，如图2-3-1所示，分别是：视准轴CC，管水准器轴LL，圆水准器轴L'L'，竖轴VV。

图2-3-1 水准仪的轴线（2)主要轴线应满足的几何条件根据水准测量原理，水准仪必须提供一条水平视线，才能正确地测出两点间高差。

为此，水准仪的主要轴线应满足以下几何条件。

①圆水准器轴应平行于仪器的竖轴；②十字丝的中丝（横丝）应垂直于仪器的竖轴；③水准管轴平行于视准轴。

2、圆水准轴平行于仪器竖轴的检验与校正（1）检验：如图2-3-2，用脚螺旋使圆水准器气泡居中，将仪器绕竖轴旋转180度，如果气泡不居中，表明圆水准轴不平行于竖轴，而离开零点弧长所对应的圆心角为两倍的δ。

图2-3-2 圆水准器检验与校正原理（2）校正：如图2-3-3，调整圆水准器三个校正螺丝，使气泡向居中位置移动偏离量的一半。

校正工作一般都难于一次完成，需反复进行直至仪器旋转到任何位置圆水准器气泡皆居中时为止。

图2-3-3 圆水准器的校正螺钉图2-3-3 圆水准器的校正螺钉3、十字丝横丝应垂直于仪器竖轴的检验与校正（1）检验：如图2-3-4，安置仪器后，先将横丝一端对准一个明显的点状目标P，固定制动螺旋，转动微动螺旋，如果标志点P不离开横丝，说明横丝垂直于竖轴，否则需要校正。

图2-3-4 十字丝的检验（2）校正：如图2-3-5，用螺丝刀松开分化板座固定螺丝，转动分化板座，改正偏离量的一半。

图2-3-5 十字丝的校正4、视准轴平行于水准管轴的检验与校正（1）检验：①如图2-3-6，选择相距80m左右的A、B两点，打木桩或放置尺垫标志。

在两点中间安置水准仪。

用变动仪高法，测出A、B两点的高差。

若两次测得的高差之差不超过3mm，则取其平均值hAB作为最后结果。

由于距离相等，两轴不平行的误差△h 可在高差计算中自动消除，故h值不受视准轴误差的影响。

②安置仪器于A点附近（约3米），精平后读得A点水准尺上的读数为a′，因仪器离A点很近，两轴不平行引起的读数误差可忽略不计。

微倾水准仪的检验与校正作者：肖体追、一、圆水准器的检验与校正1.检验目的：圆水准器轴平行于仪器监轴。

方法：首先用脚螺旋使圆水准气泡居中，此时圆水准器轴处于竖直的位置。

将仪器绕仪器竖轴旋转，圆水准气泡如果仍然居中，说明//条件满足。

若将仪器绕竖轴旋转180°，气泡不居中，则说明仪器坚轴与不平行。

在图1－a 中，如果两轴线交角为a ，此时竖轴与铅垂线偏差也为a角。

当仪器旋转180 °后，圆水准器轴与铅垂线的偏差变为，即气泡偏离格值为，如图1-b 所示。

图12.校正首先稍松位于圆水准器下面中间的固紧螺钉（见图2-c ），然后调整其周围的3 个校正螺钉，使气泡向居中位置移动偏离量的一半，即，如图2-a所示。

此时圆水准器轴平行于仪器怪轴。

然后再用脚螺旋整平，使圆水准器气泡居中，竖轴与圆水准器轴同时处于竖直位置，如图2-b 所示。

校正工作一般需反复进行，直至仪器转到任何位置气泡均为居中为止，最后应旋紧固定螺钉。

图2二、十字丝的检验与校正1.检验目的：十字丝横丝垂直于仪器竖轴。

方法：首先将仪器安置好，用十字丝横丝对准一个清晰的点状目标P ，见图3-a 。

然后固定制动螺旋，转动水平微动螺旋。

如果目标点P 沿横丝移动，如图3-b 所示，则说明横丝垂直于仪器竖轴，不需要校正。

如图3-c、d 所示，则需校正。

2.校正校正方法按十字丝分划板装置形式不同而异。

有的仪器可直接用螺丝松开分划板座相邻两颗固定螺丝，转动分划板座，改正偏离量的一半，即满足条件。

有的仪器必须卸下目镜处的外罩，再用螺丝刀松开分划板座的固定螺丝，拨正分划板座即可。

图3三、管水准器的检验与校正1.检验目的：水准管轴应平行于望远镜的视准轴。

方法：（1 ）选相距约的两点A 和B ，如图4 所示，离A 、B 等距离I处安置仪器，用双仪器高法测A 、B 高差两次，如差数在3mm 以内，取平均值为正确的高差。

因前后视读数误差均包含误差x ，求高差时x就消除了。

水准仪检验校正为保证测量工作能得出正确的成果，工作前必须对所使用的仪器进行检验和校正。

一、微倾式水准仪的检验和校正微倾式水准仪的主要轴线见图2－24，它们之间应满足的几何条件是：1. 圆水准器轴应平行于仪器的竖轴；2. 十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴；3. 水准管轴应平行于视准轴。

图 2－24检验校正的步骤和方法如下：(一) 圆水准器的检验和校正目的使圆水准器轴平行于仪器竖轴，圆水准器气泡居中时，竖轴便位于铅垂位置。

检验方法旋转脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器上部在水平方向绕竖轴旋转180°，若气泡仍居中，则表示圆水准器轴已平行于竖轴，若气泡偏离中央则需进行校正。

校正方法用脚螺旋使气泡向中央方向移动偏离量的一半，然后拨圆水准器的校正螺旋使气泡居中。

由于一次拨动不易使圆水准器校正得很完善，所以需重复上述的检验和校正，使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。

圆水准器校正装置的构造常见的有两种：一种在圆水准器盒底有三个校正螺旋(图2－25a)；盒底中央有一球面突出物，它顶着圆水准器的底板，三个校正螺旋则旋入底板拉住圆水准器。

当旋紧校正螺旋时，可使水准器该端降低，旋松时则可使该端上升。

另一种构造，在盒底可见到四个螺旋(图2－25b)，中间一个较大的螺旋用于连接圆水准器和盒底，另三个为校正螺旋，它们顶住圆水准器底板。

当旋紧某一校正螺旋时，水准器该端升高，旋松时则该端下降，其移动方向与第一种相反。

校正时，无论对哪一种构造，当需要旋紧某个校正螺旋时，必须先旋松另两个螺旋，校正完毕时．必须使三个校正螺旋都处于旋紧状态。

(a) (b)图 2－25检校原理若圆水准器轴与竖轴没有平行，构成一α角，当圆水准器的气泡居中时，竖轴与铅垂线成α角(图2－26a)。

若仪器上部绕竖轴旋转180°，因竖轴位置不变，故圆水准器轴与铅垂线成2α角(图2－26b)。

当用脚螺旋使气泡向零点移回偏离量的一半，则竖轴将变动一α角而处于铅垂方向，而圆水准器轴与竖轴仍保持α角(图2－26c)。

水准仪的检验和校正在水准测量前应对水准仪进行检验校正，水准仪校正共分三步。

1、圆水准器轴平行于仪器竖轴的校正方法首先使望远镜平行于一对脚螺旋，转动脚螺旋使圆气泡居中，再将望远镜旋转180度。

如气泡偏离则要校正，此时气泡所在位置的校正螺丝偏高（气泡下共有三个校正螺丝），首先降低该校正螺丝，同时升高其它二个校正螺丝，使气泡退回偏离中心一半的位置，然后利用脚螺旋将气泡居中，此步骤应反复检验和校正，直至仪器转在任何方向，气泡始终居中为止。

2、十字丝横丝垂直于竖轴的校正方法整平仪器，用望远镜横丝的一端，对准某一标志点A，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使望远镜左右移动，检查A点是否在横丝上移动，若不在则需校正。

打开十字丝分划板的护盖，松开十字丝分划板座上四个固定螺丝，轻轻地转动分划板座，使横丝水平，直至转动微动螺旋至A点始终在横丝上移动为止，然后拧紧固定螺丝，旋上十字丝分划板护盖。

3、水准管轴平行于视准轴的校正方法在开阔的空地上（至少50米），固定二把水平尺A、B，将水平仪安置于二尺中间等距离处。

整平仪器并旋转微倾螺旋使符合气泡居中，分别读取a1、b2点上水准尺的读数，求得高差。

然后将仪器安置于B点附近（3米左右），整平仪器并使符合气泡居中后，分别读取a1、b2两尺读数，求得第二次高差，若二次高差不相等，则必须进行校正。

此时转动微倾螺旋，使十字丝的横线切于A点水准尺上的A′2读数\[（A′2= a2+Δh），Δh=（a1-b1）+（b2-a2）\]处，然后松开水准器的上、下校正螺丝，至气泡符合居中为止。

为了检查校正是否合格，必须在B点附近重新安置仪器，读取高差，如和第一次测得的高差相差3毫米以内，则说明已校正好。

如不行再重新校正。

校正时不能用力过猛，以免损坏校正螺丝。

校针应用水平仪专用校针。

校正好后，上下校正螺丝对水准管的支柱必须处于顶紧状态，以免水准管松动。

水准仪的检验和校正在水准测量前应对水准仪进行检验校正，水准仪校正共分三步。

1、圆水准器轴平行于仪器竖轴的校正方法首先使望远镜平行于一对脚螺旋，转动脚螺旋使圆气泡居中，再将望远镜旋转180度。

如气泡偏离则要校正，此时气泡所在位置的校正螺丝偏高（气泡下共有三个校正螺丝），首先降低该校正螺丝，同时升高其它二个校正螺丝，使气泡退回偏离中心一半的位置，然后利用脚螺旋将气泡居中，此步骤应反复检验和校正，直至仪器转在任何方向，气泡始终居中为止。

2、十字丝横丝垂直于竖轴的校正方法整平仪器，用望远镜横丝的一端，对准某一标志点A，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使望远镜左右移动，检查A点是否在横丝上移动，若不在则需校正。

打开十字丝分划板的护盖，松开十字丝分划板座上四个固定螺丝，轻轻地转动分划板座，使横丝水平，直至转动微动螺旋至A点始终在横丝上移动为止，然后拧紧固定螺丝，旋上十字丝分划板护盖。

3、水准管轴平行于视准轴的校正方法在开阔的空地上（至少50米），固定二把水平尺A、B，将水平仪安置于二尺中间等距离处。

整平仪器并旋转微倾螺旋使符合气泡居中，分别读取a1、b2点上水准尺的读数，求得高差。

然后将仪器安置于B点附近（3米左右），整平仪器并使符合气泡居中后，分别读取a1、b2两尺读数，求得第二次高差，若二次高差不相等，则必须进行校正。

此时转动微倾螺旋，使十字丝的横线切于A点水准尺上的A′2读数\[（A′2= a2+Δh），Δh=（a1-b1）+（b2-a2）\]处，然后松开水准器的上、下校正螺丝，至气泡符合居中为止。

为了检查校正是否合格，必须在B点附近重新安置仪器，读取高差，如和第一次测得的高差相差3毫米以内，则说明已校正好。

如不行再重新校正。

校正时不能用力过猛，以免损坏校正螺丝。

校针应用水平仪专用校针。

校正好后，上下校正螺丝对水准管的支柱必须处于顶紧状态，以免水准管松动。

水准仪的检验和校正在水准测量前应对水准仪进行检验校正，水准仪校正共分三步。

1、圆水准器轴平行于仪器竖轴的校正方法首先使望远镜平行于一对脚螺旋，转动脚螺旋使圆气泡居中，再将望远镜旋转180度。

如气泡偏离则要校正，此时气泡所在位置的校正螺丝偏高（气泡下共有三个校正螺丝），首先降低该校正螺丝，同时升高其它二个校正螺丝，使气泡退回偏离中心一半的位置，然后利用脚螺旋将气泡居中，此步骤应反复检验和校正，直至仪器转在任何方向，气泡始终居中为止。

2、十字丝横丝垂直于竖轴的校正方法整平仪器，用望远镜横丝的一端，对准某一标志点A，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使望远镜左右移动，检查A点是否在横丝上移动，若不在则需校正。

打开十字丝分划板的护盖，松开十字丝分划板座上四个固定螺丝，轻轻地转动分划板座，使横丝水平，直至转动微动螺旋至A点始终在横丝上移动为止，然后拧紧固定螺丝，旋上十字丝分划板护盖。

3、水准管轴平行于视准轴的校正方法在开阔的空地上（至少50米），固定二把水平尺A、B，将水平仪安置于二尺中间等距离处。

整平仪器并旋转微倾螺旋使符合气泡居中，分别读取a1、b2点上水准尺的读数，求得高差。

然后将仪器安置于B点附近（3米左右），整平仪器并使符合气泡居中后，分别读取a1、b2两尺读数，求得第二次高差，若二次高差不相等，则必须进行校正。

此时转动微倾螺旋，使十字丝的横线切于A点水准尺上的A′2读数\[（A′2= a2+Δh），Δh=（a1-b1）+（b2-a2）\]处，然后松开水准器的上、下校正螺丝，至气泡符合居中为止。

为了检查校正是否合格，必须在B点附近重新安置仪器，读取高差，如和第一次测得的高差相差3毫米以内，则说明已校正好。

如不行再重新校正。

校正时不能用力过猛，以免损坏校正螺丝。

校针应用水平仪专用校针。

校正好后，上下校正螺丝对水准管的支柱必须处于顶紧状态，以免水准管松动。

水准仪的检验和校正在水准测量前应对水准仪进行检验校正，水准仪校正共分三步。

1、圆水准器轴平行于仪器竖轴的校正方法首先使望远镜平行于一对脚螺旋，转动脚螺旋使圆气泡居中，再将望远镜旋转180度。

如气泡偏离则要校正，此时气泡所在位置的校正螺丝偏高（气泡下共有三个校正螺丝），首先降低该校正螺丝，同时升高其它二个校正螺丝，使气泡退回偏离中心一半的位置，然后利用脚螺旋将气泡居中，此步骤应反复检验和校正，直至仪器转在任何方向，气泡始终居中为止。

2、十字丝横丝垂直于竖轴的校正方法整平仪器，用望远镜横丝的一端，对准某一标志点A，拧紧制动螺旋，转动微动螺旋，使望远镜左右移动，检查A点是否在横丝上移动，若不在则需校正。

打开十字丝分划板的护盖，松开十字丝分划板座上四个固定螺丝，轻轻地转动分划板座，使横丝水平，直至转动微动螺旋至A点始终在横丝上移动为止，然后拧紧固定螺丝，旋上十字丝分划板护盖。

3、水准管轴平行于视准轴的校正方法在开阔的空地上（至少50米），固定二把水平尺A、B，将水平仪安置于二尺中间等距离处。

整平仪器并旋转微倾螺旋使符合气泡居中，分别读取a1、b2点上水准尺的读数，求得高差。

然后将仪器安置于B点附近（3米左右），整平仪器并使符合气泡居中后，分别读取a1、b2两尺读数，求得第二次高差，若二次高差不相等，则必须进行校正。

此时转动微倾螺旋，使十字丝的横线切于A点水准尺上的A′2读数\[（A′2= a2+Δh），Δh=（a1-b1）+（b2-a2）\]处，然后松开水准器的上、下校正螺丝，至气泡符合居中为止。

为了检查校正是否合格，必须在B点附近重新安置仪器，读取高差，如和第一次测得的高差相差3毫米以内，则说明已校正好。

如不行再重新校正。

校正时不能用力过猛，以免损坏校正螺丝。

校针应用水平仪专用校针。

校正好后，上下校正螺丝对水准管的支柱必须处于顶紧状态，以免水准管松动。