水准仪的使用.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,水准仪的使用,水准仪的用途,1、用途：,可用于距离测量、角度（水平角）测量和高程测量。,可用于铁路、公路、桥梁、水利、矿山、国防等方面的工程测量，亦可用于建筑及大型机械的安装工作，在特种设备检测检验中主要用于：,2、起重机械上需要用经纬仪检验的项目有：,1）桥架型起重机主梁下挠值（3.1项）和上拱度、上翘度（3.3项）的测量，以及额定载荷（8.2项）和静载荷（8.3项）的试验。,双梁主梁空载上拱度的测量,单梁主梁空载上拱度的测量,大车轨道测量,永久和弹性变形测量,水准仪的种类：,光学水准仪、光电（电子）水准仪和激光水准,自动水准安平仪,普通水准仪,2,精密水准尺,精密水准仪必须配有精密水准尺。这种尺一般是在木质尺身的槽内，安有一根因瓦合金带。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。基本分划的注记从零开始，辅助分划的注记从某一常数,K,开始,，,K,称为基辅差。,另一种是尺身上两排均为基本划分，其最小分划为,10mm,，但彼此错开,5mm,。尺身一侧注记米数，另一种侧注记分米数。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。这种水准尺上的注记数字比实际长度增大了一倍，即,5cm,注记为,1dm,。因此使用这种水准尺进行测量时，要将观测高差除以,2,才是实际高差。,3,精密水准仪的操作方法,精密水准仪的操作方法与一般水准仪基本相同，只是读数方法有些差异。在水准仪精平后，十字丝中丝往往不恰好对准水准尺上某一整分划线，这时就要转动测微轮使视线上、下平行移动，十字丝的楔形丝正好夹住一个整分划线，被夹住的分划线读数为,m,、,dm,、,cm,。此时视线上下平移的距离则由测微器读数窗中读出,mm,。实际读数为全部读数的一半。,二、自动安平水准仪,自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别在于：自动安平水准仪没有水准管和微倾螺旋，而是在望远镜的光学系统中装置了补偿器。,1,视线自动安平的原理,当圆水准器气泡居中后，视准轴仍存在一个微小倾角,，在望远镜的光路上安置一补偿器，使通过物镜光心的水平光线经过补偿器后偏转一个,角，仍能通过十字丝交点，这样十字丝交点上读出的水准尺读数，即为视线水平时应该读出的水准尺读数。,由于无需精平，这样不仅可以缩短水准测量的观测时间，而且对于施工场地地面的微小震动、松软土地的仪器下沉以及大风吹刮等原因，引起的视线微小倾斜，能迅速自动安平仪器，从而提高了水准测量的观测精度。,2、自动安平水准仪的结构,1、基座,2、脚螺旋,3、度盘,4、水平微动,5、望远镜座,6、粗瞄,7、卡环（卡牢目镜）,8、望远目镜,9、揿钮,10、圆水泡,11、调焦手轮,12、圆水泡观察棱镜,13、读数目镜,14、测微手轮,15、平板座,16、锁紧手轮,2、自动安平水准仪的结构,主要由带有光学自动补偿器的望远镜组成，补偿器采用交叉吊丝结构和有效的空气阻尼器，保证仪器工作可靠,仪器上设有检查揿钮（9），可检查补偿器工作状况，目镜（8）可卸下更换其它观测附件,仪器采用摩擦制动。水平微动采用无限微动机构（4），安排在两侧的手轮分别供只手操作。,3,自动安平水准仪的使用,使用自动安平水准仪时，首先将圆水准器气泡居中，然后瞄准水准尺，等待,2,4,秒后，即可进行读数。有的自动安平水准仪配有一个补偿器检查按钮，每次读数前按一下该按钮，确认补偿器能正常作用再读数。,一、操作步骤,1、仪器的开箱和安装,架三角架时，三个脚尖必须,稳固地插入地面,，三角架头应尽可能地水平，高度以观测时适宜为准，注意伸缩锁紧是否可靠，然后将仪器从箱中取出轻轻放置三脚架上，拧紧中心固定螺栓。,2、仪器的整平,旋转脚螺旋（2）将仪器安平，使圆水准泡居中，此时视线自动安置成水平状态。水泡可通过棱镜（12）直接观察到。,自动安平水准仪的使用步骤,3、仪器的瞄准和调焦,3.1,使望远镜对着亮处，逆时针旋转望远目镜（8）调焦，这时分划板变得模糊，然后再慢慢顺时针转动望远镜目镜调焦，使十字丝分划板变得最清晰时停止转动。,3.2,用光学粗瞄准器粗略地瞄准目标。瞄准时用双眼同时观测。一只眼睛注视瞄准口内的十字线。一只眼睛注视目标，转动望远镜。使十字线和目标重合。,(3),调焦后，用望远镜精确瞄准目标：拧紧制动螺旋，转动望远镜调焦螺旋，使目标清晰地成像在十字丝分划板上。这时眼睛作上、下、左、右移动，目标呈像与十字丝影像应无任何相对位移，即无视差存在,(,若有视差应予以消除,),。然后转动微动螺旋，精确瞄准目标。,4、标尺读数,瞄准标尺后，检查圆水泡是否居中，按一下按钮，,检查补偿器是否处于工作状态,，读取水平丝在标尺上的位置。,（当望远镜视场内的,警告指示窗全部呈绿色,时,方可进行标尺读数；若指示窗内上或下端出现,红色警告,时应即时整平仪器，使红色消失方可读数。）,读取水平丝在标尺上的位置，先读水平丝下面最近的厘米值（114cm），估读出水平丝在厘米间隔内对应的毫米值（3mm），因此读数为1.143m。为了提高测量精度，用三丝法校核过失误差，分别读取水平丝和两视距丝的读数，两视距丝的平均值用来检验中间水平丝的读数。即：1/2(A1+A2)=1/2(1.216+1.068)=1.142(m)为了取得水平距离，则要读取上丝A1与下丝A2的读数，两读数之差乘上100就得到仪器中心到标尺间的距离。,上丝A1,下丝A2,为了简化距离读数，亦可旋转,最靠近视线的脚螺旋，使下线,完全压在分米引以为刻划上，,此时上丝读数与之相减就很容,易得到距离。,5、方位角测量,视距丝竖丝瞄准目标A,度盘指示角度值,；转 动望远镜，瞄准目标,，度盘指示值，则角度AOB=,-,A,B,注意事项,1,、观察时，应避免阳光直射在仪器上，否则将影响观察精度。,2,、将漆面擦拭干净，吹去镜片上的灰尘，然后用干净的脱脂棉小心擦净镜片，必要时，可蘸少许纯酒精，切勿用如油、汽油、或水等液体。不可用手触摸镜片！擦拭湿的仪器要小心，将仪器从包装箱中取出，使其充分干燥，保持包装箱内外清洁，要经常清,扫并保持干燥,。,3、三角架各零件之间应没有窜动，如有必要可用扳手进行调整螺丝的松紧。,4,、三角架稳固踩入地面后，装上仪器，旋转三只角螺旋，使圆水泡居中，然后将仪器旋转,180,，如果水泡变动，不再位于圆圈中心，就必须对圆水泡进行校正。,5,、操作旋钮时应缓慢，不可用力过猛，以防损坏仪器。,6、,自安平的水准仪在测量中应注意检查自动调平是否正常。,7,、水准仪为精密仪器，使用前应熟悉仪器各部分结构、作用和使用方法，不应随便拆卸仪器，以免损失原有精度。仪器如发生故障或损坏，须由专业维修人员修理。,电子水准仪,又称数字水准仪，它是在自动安平水准仪的基础上发展起来的。它采用条码标尺，各厂家标尺编码的条码图案不相同，不能互换使用。目前照准标尺和调焦仍需目视进行。人工完成照准和调焦之后，标尺条码一方面被成像在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，标尺条码又被成像在光电传感器（又称探测器）上，即线阵,CCD,器件上，供电子读数。因此，如果使用传统水准标尺，电子水准仪又可以象普通自动安平水准仪一样使用。不过这时的测量精度低于电子测量的精度。特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。,电子水准仪,电子水准仪的主要优点是：,（,1,）操作简捷，自动观测和记录，并立即用数字显示测量结果。,（,2,）整个观测过程在几秒钟内即可完成，从而大大减少观测错误和误差。,（,3,）仪器还附有数据处理器及与之配套的软件，从而可将观测结果输入计算机进入后处理，实现测量工作自动化和流水线作业，大大提高功效。,1,电子水准仪的观测精度,电子水准仪的观测精度高，如瑞士徕卡公司开发的,NA2000,型电子水准仪的分辨力为,0.1mm,，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为,2.0mm,；,NA3003,型电子水准仪的分辨力为,0.01mm,，每千米往返测得高差中数的偶然中误差为,0.4mm,。,2,电子水准仪测量原理简述,与电子水准仪配套使用的水准尺为条形编码尺，通常由玻璃纤维或铟钢制成。在电子水准仪中装置有行阵传感器，它可识别水准标尺上的条形编码。电子水准仪摄入条形编码后，经处理器转变为相应的数字，在通过信号转换和数据化，在显示屏上直接显示中丝读数和视距。,3,电子水准仪的使用,NA2000,电子水准仪用,15,个键的键盘和安装在侧面的测量键来操作。有两行,LCD,显示器显示给使用者，并显示测量结果和系统的状态。,观测时，电子水准仪在人工完成安置与粗平、瞄准目标（条形编码水准尺）后，按下测量键后约,3,4,秒既显示出测量结果。其测量结果可贮存在电子水准仪内或通过电缆连接存入机内记录器中。,另外，观测中如水准标尺条形编码被局部遮挡,30,，仍可进行观测。,当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法：1）相关法（徕卡NA3002/3003）,2)几何法（蔡司DiNi10/20）,3)相位法（拓普康DL101C/102C）,