光学测微器行差及其测定

光学测微器行差及其测定
由光学测微器的测微原理知道，若开始时测微盘位于0秒分划，当转动测微轮使度盘的
上下分划像各移动半格(即相对移动一格)时，测微盘应由0秒分划转到n 0秒分划。

这里n 0
为测微器理论测程，即度盘最小格值G 的一半，例如，对于J 07、J 1型仪器，n 0=120″,对于J 2型仪器，n 0=600″。

但实际上度盘分划像移动半格时，测微盘不一定恰好转动n 0秒，而是转动了n 秒。

n 0与n 之差称为测微器行差，以r 表示之，即
1．测微器行差产生原因和性质
如上所述，测微器行差是度盘分划像
移动半格时，测微盘转动的理论格数n 0
与测微盘实际转动格数n 之差。

这只是表现出来的
现象。

我们知道，在测微器读数窗中看到的度盘分
划影像是由显微镜将度盘加以放大后形成的。

如图
3-33，AB 为度盘分划，经物镜在成像面上生成实像
A 1
B 1，再经目镜在明视距离上形成放大的虚像A 2B 2，
即是在测微器目镜中看到的度盘分划影像。

由几何
光学知道，度盘分划像A 1B 1，的宽窄，与显微镜物镜的位置有关：当物镜向下移动，即靠近度盘分划时，分划像A 1B 1变宽，使n 0<n ，r 为负；当物镜向上移动，分划像A 1B 1，将变窄，n 0>n ，r 为正。

所以说，测微器行差实质是由于显微镜物镜位置不正确而产生的。

另一方面，如果度盘对径分划经过的光路不正确，将使正像和倒像分划的宽窄不相等。

这样，正像分划的行差正r 与倒像分划的行差倒r 也不相等。

因此，《规范》规定应计算出倒正倒正）和（r r r r r r -=∆+=21，r 和△r 的绝对值，对J 07、J 1型仪器不应超过1″；对于J 2型仪器不超过2″。

造成物镜位置不正确的原因是：安装和调整不正确及外界因素(如震动等)的影响。

因此，当测微器行差超出上述规定时，就要由仪器修理人员调整测微器物镜的位置。

由上述的分析可以看出，测微器行差具有如下性质：
（1）对于某一台仪器来说，它的测微器行差可能为正（即n 0>n ），也可能为负（n 0<n ），是确定值。

因此，对于某一台仪器来说，其行差是系统性误差，其影响在观测值中不能消除。

（2）行差对观测读数的影响，随测微盘上读数的增大而增大，因为行差是代表测微盘n 0个分格的误差，那么测微盘一个分格的行差应为01/n r r =。

若测微盘读数为C ，则C 所含的行差为
0/n r C r C ⋅= （3-31） 式（3-31）即为计算行差改正数的公式，代入不同仪器的n 0有
⎩⎨
⎧⋅=⋅="600/"120/2107r C r J r C r J J C C 型仪器型仪器、 （3-32）
2．行差的测定
既然行差是系统性误差，对观测读数的影响不能消除，就应该测定出行差的大小，采取必要的措施，将其影响限定在允许的范围内。

因此，《规范》规定，光学经纬仪的行差应在每期业务开始前和结束后各测定一次；在作业过程中，每隔两个月还需测定一次。

由式（3-30）可知，n 0为已知，只要当度盘正、倒分划影像移动半格时，分别测出测微盘转动的格数n 图3-33 测微器行差与读数物镜离度盘的距离有关 ()
3030--=n n r
正
、n 倒，就可以求出行差。

如图3-34为读数窗里的对径分划像，记中间的正像分划线为A ，其左边的分划线为B ，与A 对径180°的分划线为A ’，A ’右边的分划线为C 。

由光学经纬仪的读数原理可知，正倒像分划像是相对移动的，且移动量相同。

因此可按下述思路测定行差：以倒像A ’为指标线，先让其与A 分划重合，读取测微盘读数；再转动测微轮，使A ’与B 重合，并读取测微盘读数，两次读数之差即为n 正。

同样，以A 为指标线，先后与A ’与C 重合，并读取测微盘读数，可算得n 倒，这样
⎩⎨⎧-=-=倒倒
正正n n r n n r 00 （3-33） )(2
1倒正r r r += （3-34）
图3-34 行差测定
按上述测定行差的基本方法，在每个度盘配置位置上，测定行差的操作方法是：
（1）将测微盘零分划线对准指标线，用度盘变换钮变换度盘至要求的位置。

（2）用水平微动螺旋使A 分划线与对径的A ’分划重合，如图3-34（a ），然后转动测微轮使A 与A ’分划线精密重合，读取测微轮上的读数a （若读数小于零时，读数作负数）。

（3）转动测微轮，以A ’分划线为指标，使分划线A ’与B 分划线精密重合，如图3-34（b ）读取测微盘上的读数b ，注意，实测时这里的b 为实际读数减n 0之值。

（4）以A 分划线为指标，使A 与C 两分划线精密重合，如图3-34（c ），读取测微盘上的读数c ，同样，这里的c 为实际读数减n 0之值。

以上在读取a 、b 、c 时，均应进行两次重合读数。

按上述测定结果，可算出行差值，由测定方法知：
⎩⎨⎧-+=-+=a c n n a b n n 00倒
正 将上式代入式（3-33），得
⎩
⎨⎧-=-+-=-=-+-=c a a c n n n b a a b n n n )()(0000倒正 （3-35） 将各个度盘位置测得的(b a -)和(c a -)之值取平均值代入式（3-35），即可求得倒正和""r r ，进而求得)""("倒正和r r r -，作为行差最后测定结果。

行差测定示例见表3-6。

3．行差超限时的计算改正
按上述方法测得的行差值，如果超出《规范》规定的范围，若在观测作业之前，应对仪进行校正；若
在外业观测过程中，应在观测成果中加入行差改正。

行差改正数的计算公式为式（3-32）。

因为每一个读数中均应加入此项改正，工作量很大，为使计算改正简便易行，可先依据测得的行差"r ，按式（3-32）编制出“行差改正数表”。

表3-6 水平度盘光学测微器行差测定
仪器：蔡司010， No:68711 2002年5月9日
注："58.0+=正r "61.0+=倒r "60.0+=r "03.0-=r。