水准仪的构造与使用以及基本原理
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。
水准测量—水准仪的构造和使用(建筑工程测量)
2．尺垫
尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板 座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺 垫上方有一突起的半球体，水准尺立于半 球顶面。
尺垫用于转点处。下一节返回源自录塔尺精密 水准尺
双面 水准尺
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水准仪的使用
微倾式水准仪的基本操作程序为
1、安置仪器 2、粗略整平 3、瞄准水准尺 4、精确整平 5、读数
中丝
上丝 竖丝
下丝
十字丝分划板
作用:望远镜是用来精确瞄准远处目标， 并利用十字丝对水准尺进行读数。
标准读法：0712 代表0.712m，小数 点不用读也不用记 录
2.水准器 ：用来整平仪器 的装置
（1）圆水准器 （2）管水准器
3．基座
基座的作用是支承仪器的上部，并通 过连接螺旋与三脚架连接。
（2）双面水准尺：多适用于三、四等水 准测量
尺长为3m，两根尺为一对。
尺的双面均有刻划，一面为黑白相间， 称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白 相间，称为红面尺（也称辅尺）。
两面的刻划均为1cm，在分米处注有 数字。
两根尺的黑面尺尺底均从零开始， 而红面尺尺底，一根从4.687m开始，另一 根从4.787m开始。在视线高度不变的情况 下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差 应 等 于 常 数 4.687m 或 4.787m ， 这 个 常 数 称为尺常数，用K来表示。
1、安置仪器
注意事项： （1）注意架腿高度适中，便于观测 （2）保证架头大致水平
2、粗略整平
注意事项： （1）先用两个螺旋，再用第三个螺旋 （2）水准器中气泡的移动方向与左手大
拇指移动方向一致
三、瞄准水准尺
（1）目镜调焦 转动目镜对光螺旋， 使十字丝成像清晰。
（2）初步瞄准 通过望远镜筒上方的 照门和准星瞄准水准尺。
水准仪及全站仪的测量原理及使用方法
工程测量二板斧：水准仪、全站仪的使用方法一、水准仪及其使用方法高程测量是测绘地形图的基本工作之一，另外大量的工程、建筑施工也必须量测地面高程，利用水准仪进行水准测量是精密测量高程的主要方法一、水准仪器组合：1.望远镜2.调整手轮3.圆水准器4.微调手轮5.水平制动手轮6.管水准器7.水平微调手轮8.脚架二、操作要点：在未知两点间，摆开三脚架，从仪器箱取出水准仪安放在三脚架上，利用三个机座螺丝调平，使圆气泡居中，跟着调平管水准器。
水平制动手轮是调平的，在水平镜内通过三角棱镜反射，水平重合，就是平水。
将望远镜对准未知点（1）上的塔尺，再次调平管水平器重合，读出塔尺的读数（后视），把望远镜旋转到未知点（2）的塔尺，调整管水平器，读出塔尺的读数（前视），记到记录本上。
计算公式：两点高差=后视－前视。
三、校正方法：将仪器摆在两固定点中间，标出两点的水平线，称为a、b线，移动仪器到固定点一端，标出两点的水平线，称为a’、b ’。
计算如果a－b≠a’－b’时，将望远镜横丝对准偏差一半的数值。
用校针将水准仪的上下螺钉调整，使管水平泡吻合为止。
重复以上做法，直到相等为止。
四、水准仪的使用方法水准仪的使用包括：水准仪的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤。
1. 安置安置是将仪器安装在可以伸缩的三脚架上并置于两观测点之间。
首先打开三脚架并使高度适中，用目估法使架头大致水平并检查脚架是否牢固，然后打开仪器箱，用连接螺旋将水准仪器连接在三脚架上。
2. 粗平粗平是使仪器的视线粗略水平，利用脚螺旋置园水准气泡居于园指标圈之中。
具体方法用仪器练习。
在整平过程中，气泡移动的方向与大姆指运动的方向一致。
3. 瞄准瞄准是用望远镜准确地瞄准目标。
首先是把望远镜对向远处明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝最清晰。
再松开固定螺旋，旋转望远镜，使照门和准星的连接对准水准尺，拧紧固定螺旋。
最后转动物镜对光螺旋，使水准尺的清晰地落在十字丝平面上，再转动微动螺旋，使水准尺的像靠于十字竖丝的一侧。
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。
03第三章-水准仪及其使用解析
§3－1水准测量原理
水准测量是测出地面点高程的方法之一。已知A点高 程为HA，欲测定B点的高程。首先测出A、B两点之间的高 差。则B点的高程为：HB= HA + hAB
一、水准测量的原理
为测出AB两点之间的高差，可在AB两点上分别竖立两 根标尺，在两点之间安置一架能提供水平视线的仪器，使 视线水平照准A点标尺读数，设为ａ，再照准B点标尺读数， 设为ｂ，则AB两点间的高差为 ：hAB =ａ-ｂ
4)．精平
读数之前应用微倾螺旋调整水准管气泡居中，使视线精 确水平。由于气泡的移动有惯性，所以转动微倾螺旋的速 度不能快，特别在符合水准器的两端气泡影象将要对齐的 时候尤应注意。只有当气泡已经稳定不动而又居中的时候 才达到精平的目的。
5)．读数
仪器已经精平后即可在水准尺上读数。为了保证读数的 准确性，并提高读数的速度，可以首先看好厘米的估读数 （即毫米数），然后再将全部读数报出。一般习惯上是报 四个数字，即米、分米、厘米、毫米，并且以毫米为单位， 例如1.367m或读1367四个字，2.000m或读2000，0.068m或 读0068。这对于观测、记录及计算工作都有一定的好处， 可以防止不必要的误会和错误。
3)．瞄准
在用望远镜瞄准目标之前，必须先将十字丝调至清晰。 瞄准目标应首先使用望远镜面的瞄准器，在基本瞄准水准 尺后立即用制动螺旋将仪器制动。若望远镜内已经看到水 准尺，但成象不清晰，可以转动调焦螺旋至成象清晰，注 意消除视差。最后用微动螺旋转动望远镜使十字丝的竖丝 对准水准尺的中间稍偏一点以便读数。
圆水准器的主要 是用它粗略置平 仪器，故圆水准器的分划值制做得 较水准管的分划值为大，其圆弧半 径为0.5～2m。这样可使粗略置平的 操作能迅速完成。
水准仪经纬仪使用方法详细图解
水 准 测 量基本知识5923986239 1.水准测量原理工程上常用的高程测量方法有几何水准测量、三角高程测量、GPS 测高及在特定对象和条件下采用的物理高程测量，其中几何水准测量是目前高程测量中精度最高、应用最普遍的测量方法。
如图2-1所示，设在地面A 、B 两点上竖立标尺（水准尺），在A 、B 两点之间安置水准仪，利用水准仪提供一条水平视线，分别截取A 、B 两点标尺上读数a 、b ，显然A B H a H b +=+A 、B 两点的高差h AB 可写为 AB h a b =-A 点高程H A 已知， 求出B 点高程 B A AB H H h =+我们规定A 点水准尺读数a 为后视读数，B 点水准尺读数b 为前视读数。
图 2-1如果A 、B 两地距离较远时，可以用连续水准测量的方法。
中间可设置转点TP （临时高程传递点，须放置尺垫），如图2-2所示11h a =， 333h a b =-，……， n n n h a b =-。
123......AB n i h h h h h h =+++=∑于是，可以求得A 、B 之间的高程差AB i i h a b =-∑∑B 点高程B A AB H H h =+.图 2-22.水准仪介绍：水准仪是提供水平视线的仪器，按精度分，水准仪通常有DS 05、DS 1、DS 3等几种。
其中“D ”和“S ”分别为“大地”和“水准仪”首字汉语拼音的首字母，而下标是仪器的精度指标，即每千米测量中的偶然误差（以mm 为单位）。
目前常用的水准仪从构造上可分为两大类：利用水准管来获得水平视线的“微倾式水准仪”和利用补偿器来获得水平视线的“自动安平水准仪”。
此外，还有一种新型的水准仪——“电子水准仪”，它配合条形码标尺，利用数字化图像处理的方法，可自动显示高程和距离，使水准测量实现了自动化。
水准仪主要由望远镜、水准器、基座三部分组成。
（1） DS 3微倾式水准仪1.仪器介绍图2-3 DS微倾式水准仪31-物镜：2-目镜；3-调焦螺旋；4-管水准器；5-圆水准器；6-脚螺旋；7-制动螺旋；8-微动螺旋；9-微倾螺旋；10-基座2. DS3微倾式水准仪的使用（1）安置水准仪在测站上松开架腿的蝶形螺旋，按需要调整架腿的长度，将螺旋拧紧。
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
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自动安平水准仪
在建筑工程施工测量中，自动安平水准仪的应用也 较为广泛。 自动安平水准仪是利用自动补偿器代替水准管，观 测时只用圆水准器进行粗平，照准后不需要精平， 然后借助自动补偿器自动地把视准轴置平，即可读 出视线水平时的读数。
其操作程序为：安置—粗平—照准—读数。
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1．望远镜 望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读
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课堂练习：水准测量（高差法）
测点 A B
后视
前视
高差
高程
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课堂小结：
1、整平（左手大拇指法） 2、照准（粗略照准、精确照准并消除视差） 3、读数（整数1位、小数3位） 4、计算（后视-前视）
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数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划 板组成。
望远镜的构造示意图
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2. 圆水准器 圆水准器装在水准仪基座上，用于整平。
它是一个密封的玻璃圆盒，里面有一圆形气泡。 圆水准器顶面 的玻璃内表面研磨成球面，球面 的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。
3．基座 基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋
仪的视线高程Hi来计算，即
Hi=HA+a HB=Hi-b
高差法与视线高法都是利用水准仪提供 的水平视线测定地面点高程。
施测过程中，水准仪安置的高度对测算 地面点高程或高差并无影响。
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新课内容：水准仪的构造与使用
一、水准测量的仪器和工具 二、水准仪的使用
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一、水准测量的仪器和工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺 垫。 国产水准仪按其精度分，有DS05，DS1，DS3及DS10 等几种型号。工程测量一般使用DS3级水准仪。
水准仪的构造与使用
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教学回顾：水准测量原理
水准测量是利用水准仪提供的水平视 线，借助于带有分划的水准尺，直接测定 地面上两点间的高差，然后根据已知点高 程和测得的高差，பைடு நூலகம்算出未知点高程。
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水准测量原理
如上图所示， A、B两点间高差hAB为
hAB=a - b
设水准测量是由A向B进行的，则 A点为后视点，A点尺上的读数a称为后视读数； B点为前视点，B点尺上的读数b称为前视读数。
与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三 脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。
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4.水准尺和尺垫
水准尺 水准尺是进行水准测量时与
水准仪配合使用的。
尺垫 尺垫是由生铁铸成。一般为
三角形板座，其下方有三个 脚， 可以踏入土中。尺垫上方有一突 起的半球体，水准尺立于半球顶 面。尺垫仅在转点处竖立水准尺 时使用。
高差等于后视读数减去前视读数。 在同一水平视线下，某点的读数越大则该点就越低， 反之亦然。
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1．高差法 测得A、B两点间高差hAB后，如果已
知A点的高程HA，则B点的高程HB为： HB=HA+hAB
这种直接利用高差计算未知点B高程的方 法，称为高差法。
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2．视线高法（也称仪高法） 如图2-1所示，B点高程也可以通过水准
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二、水准仪的使用
自动安平水准仪的基本操作程序为： 安置—粗平—照准—读数
1、安置仪器 2、粗略整平
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3、瞄准水准尺 （1）目镜调焦（2）初步瞄准（3）物镜调焦 （4）精确瞄准（5）消除视差
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4、读数 用十字丝中丝在水准尺上读数。读数时应从小数 向大数读，如果从望远镜中看到的水准尺影像是 倒像，在尺上应从上到下读取。直接读取米、分 米和厘米，并估读出毫米，共四位数。读数后再 检查符合水准器气泡是否居中，若不居中，应再 次调平，重新读数。