水準(zhǔn)儀i角的快速檢驗(yàn)與校正新方法

(成都理工大學(xué)　四川　成都　610059)

一、i角產(chǎn)生的原因

一些精密儀器在搬運(yùn)過(guò)程中或使用不當(dāng)，會(huì)造成儀器有了各種誤差，這些誤差有些可以自己處理，而有些必須拿到儀器檢校中心讓專業(yè)人校正。水準(zhǔn)儀除新使用或大修后應(yīng)進(jìn)行全面檢測(cè)外,作業(yè)期間應(yīng)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)校正。水準(zhǔn)儀各軸線間應(yīng)滿足的主要幾何條件中,最 主要的是水準(zhǔn)管軸應(yīng)平行于視準(zhǔn)軸,當(dāng)此條件滿足,水準(zhǔn)管氣泡居中時(shí),水準(zhǔn)管軸水平,則視準(zhǔn)軸處于水平位置。

理論上望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸和水準(zhǔn)管軸都是空間的直線，而如果它們平行的話，無(wú)論是在包含視準(zhǔn)軸的豎直面的投影還是水平面的投影都應(yīng)該是平行的。水準(zhǔn)儀在使用前，雖然經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)校正但實(shí)際上很難做到視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸嚴(yán)格平行。水準(zhǔn)儀在使用過(guò)程中由于震蕩、溫度、天氣狀況等等的影響。會(huì)使水準(zhǔn)儀精度下降，從而使理論上的水平直線與實(shí)際直線有了一個(gè)小的夾角——i角。(視準(zhǔn)軸通俗的說(shuō)就是望遠(yuǎn)鏡的物鏡光心與十字絲分劃板交點(diǎn)的連線,由于i角的存在他不是一條水平線。水準(zhǔn)管軸即過(guò)水準(zhǔn)管園弧中點(diǎn)(零點(diǎn))的切線,它是一條水平直線。)在水準(zhǔn)測(cè)量中i角的存在會(huì)給水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)結(jié)果帶來(lái)誤差，如果i=0，那么水準(zhǔn)管軸水平后，視準(zhǔn)軸也應(yīng)該是水平的，兩條水平直線重合，這才能滿足水準(zhǔn)測(cè)量的基本要求。

二、誤差來(lái)源及分析

(1)光軸重合誤差：實(shí)驗(yàn)表明，采用高度尺測(cè)量，可保證光軸重合誤差在1mm 以內(nèi)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，兩儀器十字分劃中線重合后，兩儀器物鏡外圈高度 相差變化 5mm，重合性無(wú)明顯變化，因此，這項(xiàng)誤差的影響可以忽略不計(jì)。

(2)十字分劃中線重合對(duì)準(zhǔn)誤差：由于是采用單實(shí)線重合方式對(duì)準(zhǔn)，肉眼對(duì)準(zhǔn)誤差為60″，在目鏡放大作用下，實(shí)際誤差為60″目鏡放大倍數(shù)，取目鏡放大倍數(shù)為 20X，則十字分劃中線重合對(duì)準(zhǔn)誤差為3″。

(3)儀器整平誤差、補(bǔ)償器誤差、調(diào)焦誤差等由于 在操作過(guò)程中采取了相應(yīng)的措施，對(duì)i角誤差的影響很小,可以忽略不計(jì)。

三、i角對(duì)讀數(shù)的影響：

設(shè)A為待測(cè)點(diǎn)，水準(zhǔn)儀到A點(diǎn)的距離為S，則由于視準(zhǔn)軸與水準(zhǔn)管軸不平行而引起的讀數(shù)誤差為x則：

圖1

X=S*tani；

由于i角非常小有：

i=tani所以

X=S*i/ρ；

即

四、i角的測(cè)定與計(jì)算

圖2

則此時(shí)有：

圖3

兩式相等則：

由于

則

五、i角的校正方法

在一二等的水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，水準(zhǔn)儀i角不能超過(guò)15″；在三四等的水準(zhǔn)測(cè)量過(guò)程中，水準(zhǔn)儀i角不能超過(guò)20″。

如圖，水準(zhǔn)儀離A點(diǎn)比較遠(yuǎn)，則A點(diǎn)塔尺上的讀書誤差為：

則正常的讀數(shù)為：

然后用微調(diào)螺旋使水準(zhǔn)儀讀數(shù)對(duì)準(zhǔn)正確讀數(shù)，因?yàn)樗疁?zhǔn)儀在B點(diǎn)處，所以A點(diǎn)塔尺的讀數(shù)為a2，最后再用水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)管上、下校正螺絲釘將氣泡居中，校正工作完成，基本能滿足一般水準(zhǔn)測(cè)量的要求，如果水準(zhǔn)儀在A端操作方法及原理如上。

六、結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,國(guó)家發(fā)展、國(guó)防建設(shè)的需求，水準(zhǔn)儀的精度要求越來(lái)越高，未來(lái)肯定會(huì)出現(xiàn)更加先進(jìn)的儀器與設(shè)備，上述方法能迅速的檢驗(yàn)并校正a2角，更為適用，此方法經(jīng)過(guò)實(shí)際檢驗(yàn)，取得較好的效果。