水准仪的认识及其使用
水准仪的认识与使用.
图3-10自动安平原理
由于α、β均很小，应有
式中， 为物镜的焦距，α为照准轴的倾斜角，β为补偿角，α、β均以弧度表示，则光线的补偿角为
（3-11）
2）使十字丝自动地与a点的水平线重合而获得正确读数，即使十字丝从 移动到B处，移动的距离为 。
两种方法都达到了改正照准轴倾斜偏移量的目的。第一种方法要使光线偏转，需要在光路中加入光学部件，故称为光学补偿。第二种方法则是用机械方法使十字丝在照准轴倾斜时自动移动，故称为机械补偿。常用的仪器中采用光学补偿器的仪器较多。
2．光学补偿器
光学补偿器的主要部件是一个屋脊棱镜和两个由金属簧片悬挂的直角棱镜。如图3-11（a）所示，光线经第一个直角棱镜反射到屋脊棱镜，再经屋脊棱镜三次折射后到第二个直角棱镜，最后到达十字丝中心。当照准轴倾斜时，若补偿器不起作用，到达十字丝中心B的光线是倾斜的照准轴，而水平光线则到达A。
有时，往往像平面与十字丝面还没有严密重合就误认为调节好了，当观测者眼睛在目镜后左右晃动或上下晃动时，则目标像与十字丝发生相对变化，这种现象称为十字丝视差。测量作业中是不允许存在视差的。为了检查是否存在视差，可使眼睛在目镜后上下或左右稍微晃动，如十字丝的交点始终对着目标的同一位置或横丝对准尺子的刻划不变，则表示没有视差；如果发现十字丝与目标有相对移动，则说明有视差存在。为像平面与十字丝面不重合，当人眼位于目镜中间2处时，十字丝的交点O与物体的像点a重合；当眼睛略向上于1处时，O点又与b点重合；而眼睛向下于3处时，O点便与C点重合了。如果连续使眼睛的位置上下移动，好像看到物体的像在十字丝附近上下移动一样。
(3-9)
水准仪的认识与使用
水准仪的认识与使用一、仪器概述水准仪是一种高精度的测量仪器，常用于测量地形起伏、建筑物的沉降等。
它是一种利用水平视线测定地面点高程的仪器，其原理基于几何水准测量原理。
水准仪主要由望远镜、水准器和基座三个主要部分组成。
二、水准仪的构造水准仪主要由以下几个部分组成：1.望远镜：用于对准目标并进行测量；2.水准器：用于指示水平面；3.基座：用于支撑整个仪器，并确保其稳定。
三、水准仪的使用方法使用水准仪进行测量的步骤如下：1.准备工具：水准仪、三脚架、尺子、笔记本和铅笔等；2.对准目标：使用望远镜对准目标，确保目标清晰可见；3.调整水平：调整水准器，使其指示水平；4.读数记录：读取尺子上的数值，并记录在笔记本上；5.计算高程：根据记录的数据计算目标点的高程。
四、操作注意事项在使用水准仪时，需要注意以下几点：1.使用前要进行校准，以确保测量精度；2.在使用过程中要保持水平状态，避免倾斜影响测量结果；3.在测量时要避免外界干扰，如风、阳光等；4.在读取数据时要保持稳定，避免手抖动影响读数准确性。
五、精度分析和校准水准仪的精度对其测量结果有着重要影响。
为了确保水准仪的精度，需要进行定期的校准和维护。
校准方法包括利用钢尺或已知高程的点进行比较，以确定水准仪的误差值。
如发现误差较大，则需要进行调整和维护。
六、故障排除和维修在使用过程中，水准仪可能会出现各种故障，如镜头模糊、水准器失灵等。
对于常见故障，可以采取以下措施进行排除和维修：1.镜头模糊：用软布擦拭镜头表面，如存在污垢，可使用镜头纸或麂皮轻轻擦拭；2.水准器失灵：检查水准器内的液体是否充足，如不足可添加相应的液体；如仍无法解决，可能需要更换水准器。
3.对于其他更复杂的故障，建议寻求专业维修人员的帮助。
七、应用领域和优势水准仪在多个领域都有广泛的应用，如：1.建筑工程：用于测量建筑物沉降、土地高程等；2.地形测量：用于测量地形起伏、河流高程等；3.矿山测量：用于测量矿藏资源分布、地表沉陷等。
实验一--水准仪的认识及使用
实验一--水准仪的认识及使用水准仪是一种用来测量地面高程差的仪器，在土木工程、建筑工程、地质勘察、测量工程等领域有广泛的应用。
本实验将带大家认识水准仪的基本原理、使用方法和注意事项，帮助大家更好地完成测量任务。
一、实验目的1. 了解水准仪的基本原理和构造。
2. 掌握水平测量法的基本操作方法。
3. 学会使用水准仪进行高程测量。
二、实验原理水准仪是一种利用液面一致性原理（液面都在同一水平面上）来精确测量高程差异的仪器。
其基本原理是通过放置水平的测量毛细管和气泡管来保证水平线，观测水平线和垂直线的位置来测量高差。
水准仪的主要结构组成如下：1. 望远镜：用于通过观察目标点和水平仪圆心的距离差来测量高程差。
2. 水平仪：保证仪器望远镜和目标点在同一水平面上。
3. 三脚架：用于支撑整个仪器。
4. 水准仪箱体：用于固定望远镜、水平仪和气泡管等测量元器件。
5. 气泡管：用于检测望远镜是否在同一垂直面上，保证数据的精度。
三、实验步骤1. 安装水准仪将水准仪放置在平稳的地面上，三脚架张开水平，使得水准仪可以均匀受力，望远镜正对目标点，调整望远镜的方向和高度，使目标点和十字线中心重合。
2. 开始测量观测目标点和水准仪十字线交点的位置，用目镜内的毛细管测出目标点与水准仪望远镜光轴的高差，然后以水准仪为基准，依次观测所需目标点的高差。
3. 操作要点在进行水准测量时，需要注意以下几点：（1）水准仪必须放在平稳、坚固的地面上，并且保持三脚架处于水平状态，避免因不平衡或移位造成误差。
（2）进行观测时应采用低照光源，避免反射光干扰观测。
（3）望远镜式水准仪的准直器必须在观测前进行调整和检查，保证观测数据准确无误。
（4）水准仪的存放应注意轻拿轻放，避免碰撞和摔落造成损坏或误差。
四、实验注意事项1. 测量时应注意目镜镜头清洁，便于观测并且不影响数据准确度。
2. 在观测数据时，必须确保水准仪的三脚架同时接触地面，并且调整不动。
3. 把水准仪移动到下一测点时应将三脚架先移动到下一位置，然后再将水准仪移动过去。
水准仪的认识和使用,实验报告
水准仪的认识和使用,实验报告
水准仪是一种测量垂直高度差的仪器，广泛应用于道路、铁路、建筑等领域。
本实验
旨在通过实际使用水准仪，掌握其原理和使用方法，以及进行垂直高度差的测量。
一、水准仪的原理
水准仪是利用重力作用原理测量高度差的仪器。
其主要组成部分有望远镜、水平圆盘、虫轮、刻度盘等。
水准仪在使用前需要校正水平，以保证精度和准确性。
二、水准仪的使用方法
1、水准仪的安装：在安装水准仪前，需要先找到测量的起点和终点。
将水准仪放在
起点处，调整仪器的水平，并紧固调整螺丝以锁定仪器。
2、视镜调整：将水准仪置于水平面上并以上方向对准目标点，同时调节望远镜的焦距，使目标点清晰可见。
3、垂直高度差测量：将水准仪移至需要测量的位置，上下调整仪器头使目标点在视
野中居中，记录下刻度盘上的读数。
移动仪器至终点后，再次测量刻度盘上的读数，两次
读数之差即为垂直高度差。
三、实验结果
本次实验测量了起点和终点高度差，测量结果如下表所示：
起点高度：0m 终点高度：6.4m
水准仪读数1：0.4′ 水准仪读数2：6.8′
垂直高度差：6.4m
四、实验分析
本次实验通过使用水准仪测量起点和终点间的垂直高度差，可以看出水准仪在实际应
用中能够准确测量高度差，具有一定的应用价值。
但在实际使用中，需要注意测量精度和
仪器调整等因素。
水准仪的认识与使用详解
3.基座 基座主要由托板(又叫轴座)、连接螺旋和
脚螺旋组成。托板用来支撑仪器上部(望远镜 和水准器),连接螺旋用来连接仪器和三脚架,转 动脚螺旋可使圆水准气泡居中,从而粗略整平 仪器。
(二)水准尺和尺垫 1.水准尺
水准尺是水准测量的重要工具,其质地好坏直接影响水准测量的精度,因 此它是用不易变形并且干燥的优质木材或者玻璃钢制成的,要求尺长稳定,刻 划准确。水准尺常用的有塔尺和直尺两种。
从望远镜旁的气泡观察窗中,可以看到气泡两端的影像,当两半个 气泡的像错开时,表明气泡未居中;当两半个气泡像吻合时,则表示气 泡居中,见图2 -4(b)。这种具有棱镜装置的水准管称为符合水准器, 它不仅便于观察,同时可以提高气泡的居中精度。
(2)圆水准器:如图2-5所示,它是一个在密封的顶面 内磨成球面的玻璃圆盒,顶面中央刻有一个小圆圈,刻 有圆分划。通过分划圈的中心(即零点O)作球面的法 线,称为圆水准器轴。当气泡位于小圆圈中央时,圆水 准轴器处于铅垂位置,普通水准仪的圆水准器分划值一 般为8'/2mm。圆水准器安装在托板上,其轴线与仪器 的竖轴互相平行,所以当圆水准器气泡居中时,表示仪 器的坚轴已基本处于铅垂位置。由于圆水准器的精度 较低,它主要用于水准仪的粗略整平。
(一)视线自动安平的原理 如图2-10所示,当视线水平时,水平光线恰好与十字丝交点所在位置k'重合,读数正确
无误,如视线倾斜一个α 角,十字丝交点移动一段距离d 到达k 处,这时按十字丝交点k 读 数,显然有偏差。如果在望远镜内的恰当位置装置一个“补偿器”,使进入望远镜的水平 光线经过补偿器后偏转一个β 角,恰好通过十字丝交点k 读出的数仍然是正确的。由此 可知,补偿器的作用,是使水平光线发生偏转,而偏转角的大小正好能够补偿视线倾斜所引 起的读数偏差。
水准仪的认识与使用
瞄准
• 目镜调焦 • 初步瞄准 • 物镜调焦和精确瞄准 • 消除视差
视差：观测者的眼睛在目镜端上、下微微移动时，目
标像与十字丝之间就会有相对移动。
消除视差的方法：旋转目镜调焦螺旋使十字丝十分
清晰；旋转物镜调焦螺旋使目标像十分清晰。
精平与读数
1.608
1.622
0.995
2.290
常用水准尺有两种：直尺和塔尺 直尺为两面尺，塔尺可以伸缩，携带方便。 尺垫用于转点处放置水准尺。
水准仪的操作
1. 安置仪器 2. 粗平 3. 照准 4. 精平 5. 读数
Байду номын сангаас
安置水准仪
• 打开三脚架 • 架腿放稳 • 架头大致水平 • 双手取出仪器 • 拧紧连接螺旋
粗平
• 同时对向转动脚螺旋１和２,气泡由a到b。 • 转动脚螺旋３,圆水准器气泡居中。
水准仪的认识与使用
水准仪的构造
水准器
1.管水准器—水准管
2.圆水准器
１、望远镜和水准管固连在一起，使水准 仪提供一条水平视线。
２、圆水准器用于粗略整平仪器。
３、制动螺旋和微动螺旋是控制望远镜的 水平方向的转动。转动调焦螺旋使物像清 晰。
４、调节微倾螺旋使水准管气泡居中。
水准尺的种类和尺垫
水准仪的认识和使用
1、水准仪的认识和使用
2、经纬仪的认识和使用
3、全站仪的认识和使用
一、全站仪的认识：全站仪由照准部、基座、水平度盘等部分组成，采用编码度盘或光栅度盘，读数方式为电子显示。
有功能操作键及电源，还配有数据通信接口。
二、测量前的准备工作
1）电池的安装（注意：测量前电池需充足电）
2）仪器的安置。
①在实验场地上选择一点，作为测站，另外两点作为观测点。
②将全站仪安置于点，对中、整平。
③在两点分别安置棱镜。
3）竖直度盘和水平度盘指标的设置。
①竖直度盘指标设置。
②水平度盘指标设置。
4）调焦与照准目标。
操作步骤与一般经纬仪相同，注意消除视差。
（2）角度测量
（3）距离测量
（4）坐标测量
4、闭合水准路线测量
5、钢尺量距与视距测量
6、高程测量
4、闭合水准路线测量
5、钢尺量距与视距测量
6、高程测设。
水准仪的认识及其使用(PPT21张)
三.实习准备
1．人员组织 台，记录板一块。
3．场地布置 在指导老师指定的场地，各组在任两把水准尺
之间选择合适位置安置仪器，两水准尺一命名为点 A，另一命名为点B。
四.实习步骤
1.水准仪的构造
物镜
准星
管水准器
缺口
目镜
水平制动螺旋
脚螺旋
S3普通水准仪
圆水准器 校正螺丝
目镜调焦螺旋
测微螺旋 水平微动螺旋
2.水准尺的读数
双面水准尺
因瓦水准尺
尺垫与尺桩
读数：1555
读数：6248
3.水准仪的使用步骤
（1） 水准仪的安置 首先打开三脚架，安置三脚架要求高度适当、
架头大致水平并牢固稳妥。然后把水准仪用中心连 接螺旋连接到三脚架上，取水准仪时必须握住仪器 的坚固部位，并确认已牢固地连结在三脚架上之后 才可放手。
1.水准仪的构造 目镜调焦螺旋
物镜调焦螺旋
微倾螺旋 脚螺旋
S3普通水准仪
水平微动螺旋 三脚架
S3自动安平水准仪
目镜
物镜调焦螺旋
物镜
目镜调焦螺旋 脚螺旋
三脚架
S3自动安平水准仪
准星
圆水准器
水平微动螺旋
脚螺旋 三脚架
S1自动安平水准仪
测微器
准星
配重器
圆水准器 脚螺旋
三脚架
S1自动安平水准仪
物镜调焦螺旋
水准仪的认识与使用
一.实验目的
1.认识水准仪的基本构造，了解各部件的功能； 2.能准确读取水准尺读数； 3.初步掌握使用水准仪的操作要领、基本步骤和 方法。
二.实习要求
1．正确认识水准仪各部件名称和功能； 2．每人至少完成一个测站的观测、记录和计算工 作； 3．每组认真填写记录表格，交给指导教师检验。
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路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月15日星期三
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
一.实验目的
1.认识水准仪的基本构造，了解各部件的功能； 2.能准确读取水准尺读数； 3.初步掌握使用水准仪的操作要领、基本步骤和 方法。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
二.实习要求
1．正确认识水准仪各部件名称和功能； 2．每人至少完成一个测站的观测、记录和计算工 作； 3．每组认真填写记录表格，交给指导教师检验。
•（1）水准仪安置在离前、后视距离大致相等之处。 •（2）为及时发现错误，通常采用“两次仪器高法”或 “双面尺法”。 路漫•漫其修远兮两, 次仪器高法：高差之差h-h5mm
吾将上下而求索
•A
1.134
•1 •TP1
1.677 -
0.543
•2 •TP1
1.444
•TP2
1.324
•3 +0.120
架头大致水平并牢固稳妥。然后把水准仪用中心连 接螺旋连接到三脚架上，取水准仪时必须握住仪器 的坚固部位，并确认已牢固地连结在三脚架上之后 才可放手。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•4.记录
•a=1.820
•A
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•物镜调焦螺旋
•目镜调焦螺 旋
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•水平微动螺 •测微螺旋 旋
•2.水准尺的读数
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•双面水准尺
•因瓦水准
•尺垫与尺
•读数：1555
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•读数：6248
3.水准仪的使用步骤
（1） 水准仪的安置 首先打开三脚架，安置三脚架要求高度适当、
•物镜
•准星
•管水准 器
•水平制动螺 旋
•缺口 •目镜
•圆水准 器
•脚螺旋
S 普通水 3 路吾漫将漫 上其下修而远求兮索,
•校正螺丝
1.水准仪的构 造
•目镜调焦螺 旋
•物镜调焦螺旋
•微倾螺旋 •脚螺旋
S 普通水 3 路吾漫将漫 上其下修而远求兮索,
•水平微动螺旋 •三脚架
•目镜
S3自动安平水 准仪
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三.实习准备
1．人员组织 每四人一组，轮流操作。
2．仪器工具 每组水准仪一台，记录板一块。
3．场地布置 在指导老师指定的场地，各组在任两把水准尺
之间选择合适位置安置仪器，两水准尺一命名为点 A，另一命名为点B。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
四.实习步骤
1.水准仪的构造
•物镜调焦螺旋
•物镜
•目镜调焦螺 旋
•脚螺旋
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•三脚架
S3自动安平水 准仪
•准星
•圆水准 器
•水平微动螺 旋
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•脚螺旋 •三脚架
S1自动安平水 准仪
•测微器
ห้องสมุดไป่ตู้
•准星
•配重器
•圆水准器
•脚螺旋
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
•三脚架
S1自动安平水 准仪
•TP2
1.822
•4 •TP3
0.876
+0.946
•5 •TP3
1.820
•TP4
1.453
+0.385
•TP4
1.422
•B
1.304
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
+0.118
•b=1.435
•B
•前进方向
•h4=+0.385
•h5=+0.118
•h1=-0.543
•h3=+0.946
•1.820
•1.422 •1.435
•h2=+0.120 •1.822 •0.876
•1.304
•B
•1.134 •1.677 •1.444 •1.324
•A
•TP4 •TP3
•TP2 •TP1