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全站儀水準器的檢校原理及方法

作者:admin 發布日期: 2021-03-13 二維碼分享

全站儀的一個重要功能是精密測角,在使用它之前必須對它進行檢驗,看看它是否滿足測角儀器的基本要求,若不滿足,則必須進行校正,使之滿足這些基本要求。從測角原理可知,測角時儀器水平度盤必須居于水平位置,水平度盤是否水平,是借助水準管氣泡居中來實現的。水準管氣泡居中了則水準管軸水平,水準管軸水平了則儀器豎軸與鉛垂線一致,儀器豎軸與鉛垂線一致則水平度盤水平。其中,水平度盤垂直于豎軸是由儀器生產廠家..的,所以,要滿足這一系列的幾何關系,.關鍵的是水準管軸必須垂直于儀器的豎軸。

水準器的檢校分圓水準器的檢校和管水準器的檢校。

01檢校的原理

圓水準器軸是指水準器圓球面中點與球心的連線,儀器豎軸是儀器照準部的旋轉軸,即水平度盤的幾何中心。若圓水準器軸在空間平行于儀器豎軸,當氣泡居中(此時意味著圓水準器軸豎直)時,豎軸就豎直了,與豎軸垂直的水平度盤也就水平了。

若圓水準器軸不平行于儀器豎軸,當氣泡居中(此時圓水準器軸豎直)時,豎軸卻傾斜了。如圖1所示,VV為儀器的旋轉軸(豎軸),L'L'為儀器的圓水準器軸,假設它們有一交角δ,那么當氣泡居中時,圓水準器軸豎直,則儀器的旋轉軸VV與鉛垂位置有偏差角δ。將儀器照準部繞豎軸旋轉180°,由于儀器旋轉時是以VV為旋轉軸,即VV的空間位置是不動的,儀器旋轉之后,圓水準器中的液體受重力作用,氣泡仍將處于.高處??煽闯鰣A水準器軸與鉛垂錢之間的夾角為2δ,這時,圓水準器氣泡已不居中,而是偏歪到了另一邊,氣泡中心偏移的弧長所對應的圓心角即等于2δ。

這說明,在任一位置整平圓水準器,照準部旋轉180°后,氣泡的偏移量反映了圓水準器軸與豎軸的不平行性(偏角的2倍),可以通過腳螺旋調整氣泡回到剛才偏離值的一半,如圖1(c)所示,然后再通過腳螺旋下的校正螺旋將氣泡調回圓水準器中心,此時圓水準器軸就平行于儀器豎軸了

02檢校的方法

(1)將全站儀安置于三腳架上,調整腳螺旋使圓水準器氣泡居中。

(2)氣泡居中后再將照準部繞豎軸旋轉180°,如果圓水準器軸不平行于豎軸,則氣泡會偏離分劃圈的中心位置,偏離角為2δ。

(3)用腳螺旋調整儀器,使氣泡退回偏離值的一半(δ),這時豎軸就豎直了,再用校正針調整圓水準器的校正螺旋,使氣泡再退回偏離值的另一半(δ),此時圓水準器氣泡居中了,豎軸也豎直了,從而達到圓水準器軸平行于豎軸。

(4)本項檢校工作需反復進行,直到符合要求為止。特別是當偏離角2δ過大時,照準部旋轉180°后,氣泡受限于水準器壁,無法自由偏移,顯示出的偏移距離遠小于實際偏移的距離,故此時不應該按表面偏移的距離來計數,而應估計調整,待調整到偏角較小、氣泡能夠自由偏移時,再按各調整一半的原則操作。

管水準器的檢校

01檢校的原理

管水準器氣泡檢校的原理同圓水準器氣泡,水準管軸是指過水準管零點的切線,豎軸是儀器的旋轉軸,若水準管軸不垂直于儀器豎軸,當氣泡居中(此時水準管軸處于水平)時,豎軸卻傾斜了,其傾斜角即是水準管軸與水平度盤面的夾角(設為α)。將全站儀照準部繞豎軸旋轉180°時,豎軸的空間位置沒有改變,仍傾斜α,但水準管的高低兩端卻易位了,水準管中心偏離了2е(即此時的水準管軸與水平面的夾角為2α),其中一個е是豎軸傾斜引起,另一個е是水準管軸和水平度盤面的夾角,所以當氣泡居中后再將照準部繞豎軸旋轉180°時,氣泡的法線方向偏離豎直面的夾角為2α。

(a) 氣泡居中,水準軸水平;

(b)旋轉照準部180°,氣泡偏差為е

02檢校的方法

(1)將全站儀安置于三腳架上,粗略整平。

(2)將水準管平行于任意兩個腳螺旋A和B,調整腳螺旋A和B,使管水準器氣泡居中。然后轉動照準部180°,若氣泡仍居中,則符合要求,否則須校正。

(3)轉動水準管的校正螺旋,使氣泡移動總偏移量的一半e,再調整腳螺旋,使氣泡居中。

(4)當偏離角α過大,轉180°后,氣泡受限于水準管壁,無法自由偏移,顯示出的偏移格數遠小于實際偏移的格數,故此時不應該按表面偏移的格數來計數,而應估計調整,待調整到α角較小、氣泡能夠自由偏移時,再按各調整一半的原則操作。

(5)本項校正工作需反復進行,直到符合要求。

(a)用腳螺旋改正е/2;

(b)用水準器校正螺旋改正е/2

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