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微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀使用方法!

2018-10-08 熱度:28208 ℃

  一、水準(zhǔn)測(cè)量原理

  工程上常用的高程測(cè)量方法有幾何水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量、GPS測(cè)高及在特定對(duì)象和條件下采用的物理高程測(cè)量,其中幾何水準(zhǔn)測(cè)量是目前高程測(cè)量中精度最高、應(yīng)用最普遍的測(cè)量方法。水準(zhǔn)測(cè)量原理、微傾式水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀和電子水準(zhǔn)儀使用方法!

水準(zhǔn)儀測(cè)量原理

  如上圖所示,設(shè)在地面A、B兩點(diǎn)上豎立標(biāo)尺(水準(zhǔn)尺),在A、B兩點(diǎn)之間安置水準(zhǔn)儀,利用水準(zhǔn)儀提供一條水平視線,分別截取A、B兩點(diǎn)標(biāo)尺上讀數(shù)a、b,顯然:

水準(zhǔn)測(cè)量原理

水準(zhǔn)測(cè)量原理

  如上圖,如果A、B兩地距離較遠(yuǎn)時(shí),可以用連續(xù)水準(zhǔn)測(cè)量的方法。中間可設(shè)置轉(zhuǎn)點(diǎn)TP(臨時(shí)高程傳遞點(diǎn),須放置尺墊),顯然:

水準(zhǔn)測(cè)量原理

  二、水準(zhǔn)儀的介紹

  水準(zhǔn)儀是提供水平視線的儀器,按精度分,水準(zhǔn)儀通常有DS05、DS1、DS3等幾種。其中“D”和“S”分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”首字漢語(yǔ)拼音的首字母,而下標(biāo)是儀器的精度指標(biāo),即每千米測(cè)量中的偶然誤差(以mm為單位)。目前常用的水準(zhǔn)儀從構(gòu)造上可分為兩大類:利用水準(zhǔn)管來(lái)獲得水平視線的“微傾式水準(zhǔn)儀”和利用補(bǔ)償器來(lái)獲得水平視線的“自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀”。此外,還有一種新型的水準(zhǔn)儀——“電子水準(zhǔn)儀”,它配合條形碼標(biāo)尺,利用數(shù)字化圖像處理的方法,可自動(dòng)顯示高程和距離,使水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。

  水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座三部分組成。

  微傾式水準(zhǔn)儀

  1、儀器介紹

  微傾式水準(zhǔn)儀介紹

  2、微傾式水準(zhǔn)儀的使用

  (1)安置水準(zhǔn)儀

  在測(cè)站上松開(kāi)架腿的蝶形螺旋,按需要調(diào)整架腿的長(zhǎng)度,將螺旋擰緊。將三腳架張開(kāi),使架頭大致水平,并將架腳的腳尖踩入土中。然后把水準(zhǔn)儀從箱中取出,將其固連在三腳架上。

 ?。?)認(rèn)識(shí)水準(zhǔn)儀

  指出儀器各部件的名稱,了解其作用并熟悉其使用方法;同時(shí)弄清水準(zhǔn)尺的分劃與注記。

 ?。?)粗略整平水準(zhǔn)儀

  按“左手拇指規(guī)則”,先用雙手同時(shí)反向旋轉(zhuǎn)一對(duì)腳螺旋,使圓水準(zhǔn)器氣泡移至中間,再轉(zhuǎn)動(dòng)另一只腳螺旋使氣泡居中。通常需反復(fù)進(jìn)行。

微傾式水準(zhǔn)儀粗整平方法

  (4)瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺

  瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的步驟是:轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋,使十字絲清晰;松開(kāi)水平制動(dòng)螺旋,轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡,通過(guò)望遠(yuǎn)鏡上的缺口和準(zhǔn)星初步瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺,固定水平制動(dòng)螺旋;轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對(duì)光螺旋,使水準(zhǔn)尺分劃清晰;旋轉(zhuǎn)水平微動(dòng)螺旋,使水準(zhǔn)尺影像的一側(cè)靠近于十字絲豎絲(便于檢查水準(zhǔn)尺是否豎直);眼睛略作上下移動(dòng),檢查十字絲與水準(zhǔn)尺分劃像之間是否有相對(duì)移動(dòng)(視差);如果存在視差,則重新進(jìn)行目鏡與物鏡對(duì)光,消除視差。

 ?。?)精確整平水準(zhǔn)儀

  轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋,使符合水準(zhǔn)器氣泡兩端的像吻合。注意微傾螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)方向與符合水準(zhǔn)管左側(cè)氣泡移動(dòng)方向的一致性。

 ?。?)讀數(shù)

  用十字絲中絲在水準(zhǔn)尺上讀取4位讀數(shù)。讀數(shù)時(shí),先估讀毫米數(shù),然后按米、分米、厘米及毫米一次讀出。

  自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

  自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別在于:自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀沒(méi)有水準(zhǔn)管和微傾螺旋,而是在望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)系統(tǒng)中裝置了補(bǔ)償器。

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀介紹

  1、視線自動(dòng)安平的原理

  當(dāng)圓水準(zhǔn)器氣泡居中后,視準(zhǔn)軸仍存在一個(gè)微小傾角α,在望遠(yuǎn)鏡的光路上安置一補(bǔ)償器,使通過(guò)物鏡光心的水平光線經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)β角,仍能通過(guò)十字絲交點(diǎn),這樣十字絲交點(diǎn)上讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù),即為視線水平時(shí)應(yīng)該讀出的水準(zhǔn)尺讀數(shù)。

  由于無(wú)需精平,這樣不僅可以縮短水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)時(shí)間,而且對(duì)于施工場(chǎng)地地面的微小震動(dòng)、松軟土地的儀器下沉以及大風(fēng)吹刮等原因,引起的視線微小傾斜,能迅速自動(dòng)安平儀器,從而提高了水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)精度。

水準(zhǔn)儀自動(dòng)安平原理

  2、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用

  自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用方法較微傾式水準(zhǔn)儀簡(jiǎn)便。安置儀器后,只需用腳螺旋使圓水準(zhǔn)氣泡居中,完成儀器的錯(cuò)略整平,即可用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺直接讀數(shù)。由于補(bǔ)償器有一定的補(bǔ)償范圍,所以使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí),要防止補(bǔ)償器貼靠周圍的部件,保證其處于自由懸掛狀態(tài)。有的儀器在目鏡旁有一按鈕,它可以直接觸動(dòng)補(bǔ)償器。讀數(shù)前可輕按此按鈕,以檢查補(bǔ)償器是否處于正常工作狀態(tài),也可以消除補(bǔ)償器輕微的貼靠現(xiàn)象。如果每次觸動(dòng)按鈕后,水準(zhǔn)尺讀數(shù)變動(dòng)后又能恢復(fù)原有讀數(shù),則表示工作正常。如果儀器上沒(méi)有這種檢查按鈕,則可用腳螺旋使儀器數(shù)軸在視線方向稍作傾斜,若讀數(shù)不變則表示補(bǔ)償器工作正常。由于要確保補(bǔ)償器處于工作范圍內(nèi),使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀時(shí)應(yīng)特別注意圓水準(zhǔn)器的氣泡居中。

  電子水準(zhǔn)儀

  1、電子水準(zhǔn)儀的主要優(yōu)點(diǎn)

 ?。?)操作簡(jiǎn)捷,自動(dòng)觀測(cè)和記錄,并立即用數(shù)字顯示測(cè)量結(jié)果。

 ?。?)整個(gè)觀測(cè)過(guò)程在幾秒鐘內(nèi)即可完成,從而大大減少觀測(cè)錯(cuò)誤和誤差。

  (3)儀器還附有數(shù)據(jù)處理器及與之配套的軟件,從而可將觀測(cè)結(jié)果輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)入后處理,實(shí)現(xiàn)測(cè)量工作自動(dòng)化和流水線作業(yè),大大提高功效。

電子水準(zhǔn)儀介紹1

  電子水準(zhǔn)儀介紹2

  2、電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)精度

  電子水準(zhǔn)儀的觀測(cè)精度高,如瑞士徠卡公司開(kāi)發(fā)的NA2000型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.1mm,每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為2.0mm;NA3003型電子水準(zhǔn)儀的分辨力為0.01mm,每千米往返測(cè)得高差中數(shù)的偶然中誤差為0.4mm。

  3、電子水準(zhǔn)儀測(cè)量原理

  與電子水準(zhǔn)儀配套使用的水準(zhǔn)尺為條形編碼尺,通常由玻璃纖維或銦鋼制成。在電子水準(zhǔn)儀中裝置有行陣傳感器,它可識(shí)別水準(zhǔn)標(biāo)尺上的條形編碼。電子水準(zhǔn)儀攝入條形編碼后,經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字,在通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化,在顯示屏上直接顯示中絲讀數(shù)和視距。

  4、電子水準(zhǔn)儀的使用(以南方電子水準(zhǔn)儀DL301為例)

  南方電子水準(zhǔn)儀DL301為用鍵盤(pán)和安裝在側(cè)面的測(cè)量鍵來(lái)操作。由LCD顯示器顯示給使用者,并顯示測(cè)量結(jié)果和系統(tǒng)的狀態(tài)。

  觀測(cè)時(shí),電子水準(zhǔn)儀在人工完成安置與粗平、瞄準(zhǔn)目標(biāo)(條形編碼水準(zhǔn)尺)后,按下測(cè)量鍵后約3~4秒既顯示出測(cè)量結(jié)果。其測(cè)量結(jié)果可貯存在電子水準(zhǔn)儀內(nèi)或通過(guò)電纜連接存入機(jī)內(nèi)記錄器中。

  另外,觀測(cè)中如水準(zhǔn)標(biāo)尺條形編碼被局部遮擋<30%,仍可進(jìn)行觀測(cè)。

  各鍵功能說(shuō)明

電子水準(zhǔn)儀按鍵說(shuō)明

  三腳架的架設(shè)

  應(yīng)使用配套的E型鋁制三腳架或?qū)捒蛉_架,或球頭鋁制三腳架。

  (1)伸縮三腳架三條腿到合適的長(zhǎng)度,并擰緊腿部中間部分固定螺帽。

 ?。?)固緊三腳架頭上的六角螺母,使三腳架腿不致于太松。將三腳架安置在給定點(diǎn)上,張開(kāi)三腳架,使腿的間距約一米或腳架張角能保證三腳架穩(wěn)定,先固定一個(gè)腳,再動(dòng)其他二個(gè)腳使水準(zhǔn)儀大致水平,如有必要可再伸縮三腳架腿的長(zhǎng)度。

 ?。?)將三腳架腿踩入地面內(nèi)使其固定在地面上。

  將儀器安裝到三腳架頭上

  從儀器箱內(nèi)小心取出儀器并安置到三腳架頭上

  (1)將三腳架中心螺旋對(duì)準(zhǔn)儀器底座上的中心,然后旋緊腳架上的中心螺旋直到將儀器固定在三架頭上。

 ?。?)如果需要用水平度盤(pán)測(cè)定角度或設(shè)定一條線,則須用垂球?qū)x器精確地對(duì)中。

  (3)利用三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中,即置平儀器,若使用球頭三腳架,則應(yīng)先輕輕松開(kāi)腳架中心螺旋,然后將儀器圍繞三腳架頭頂部轉(zhuǎn)動(dòng)使圓水準(zhǔn)器泡居中,當(dāng)氣泡位于圈內(nèi)即可旋緊腳架上的固定螺母。

  安置儀器在給定點(diǎn)上(對(duì)中)

  當(dāng)儀器用于測(cè)角或定線,則該儀器必須用垂球精確安置在給定點(diǎn)上。

  (1)將垂球鉤掛在三腳架中心螺旋的垂球架上。

 ?。?)然后將垂球線掛到垂球上,用滑動(dòng)裝置調(diào)節(jié)線的長(zhǎng)度使垂球位于合適的高度上。

 ?。?)如果儀器未對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn),可將儀器移動(dòng)到該點(diǎn)上,而無(wú)須改變?nèi)_架腿與架頭之間的關(guān)系。首先將三腳架大致安置到給定點(diǎn)上,使垂球偏離該點(diǎn)約在lcm以內(nèi),握住三腳架的兩條腿,相對(duì)于第三條腿進(jìn)行調(diào)節(jié),使架頭水平、高度適當(dāng),架腿張開(kāi)合適可觸及地面。

  (4)最后一邊觀察垂球和架頭一邊將每條架腿踩入地面內(nèi)。

 ?。?)略微松開(kāi)三腳架中心螺旋,在架頭上輕輕移動(dòng)儀器,使垂球正好對(duì)準(zhǔn)給定點(diǎn),然后將三腳架中心螺旋旋緊。

  整平儀器

  轉(zhuǎn)動(dòng)離圓水準(zhǔn)器最遠(yuǎn)的兩個(gè)腳螺旋,使圓水準(zhǔn)器氣泡位于和上述兩個(gè)腳螺旋中心連線的垂線上。

  然后旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋,使氣泡居中,,如果氣泡仍未嚴(yán)格居中,則應(yīng)從頭開(kāi)始重復(fù)上述操作注:整平過(guò)程中不要觸動(dòng)望遠(yuǎn)鏡。

  調(diào)節(jié)目鏡

  在測(cè)量操作之前,必須根據(jù)操作員的視力對(duì)望遠(yuǎn)鏡目鏡進(jìn)行調(diào)節(jié)

 ?。?)按反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)目鏡調(diào)節(jié)環(huán),此時(shí)十字絲可能變得模糊不清。

 ?。?)按順時(shí)針?lè)较蚵D(zhuǎn)目鏡環(huán),直到十字絲清晰可見(jiàn)。

  照準(zhǔn)與調(diào)焦

 ?。?)將望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺,觀察提手把上的粗瞄器,使三角形標(biāo)志的頂點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)尺(如圖所示)

電子水準(zhǔn)儀條碼尺照準(zhǔn)

  (2)任意方向旋轉(zhuǎn)調(diào)焦螺旋直到看清標(biāo)尺。

  (3)用水平微動(dòng)螺旋精確照準(zhǔn)標(biāo)尺,詳情見(jiàn)“標(biāo)尺的調(diào)焦與照準(zhǔn)”

  注:一旦水準(zhǔn)儀已經(jīng)調(diào)焦且瞄準(zhǔn)標(biāo)尺,即可一邊左、右移動(dòng)眼睛一邊通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察,按理此時(shí)十字絲和標(biāo)尺之間不會(huì)出現(xiàn)偏離,若有偏離(視差),則應(yīng)仔細(xì)調(diào)焦儀器或調(diào)節(jié)目鏡,以使消除調(diào)焦誤差。

  三、記錄表格

水準(zhǔn)儀測(cè)量記錄表格式

 水準(zhǔn)線路調(diào)整和計(jì)算表格式


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