建筑工程测量 建筑工程测量 2水准仪的仪器工具和原理-教案.doc

水准仪的使用 九 江 职 业 技 术 学 院 教 案 第 PAGE 6页，共 NUMPAGES 6页 第 PAGE 5 页，共 NUMPAGES 6页 第一章 水准测量 导语：学习水准测量仪器的构造，了解了各部位的用途，大家想不想知道怎么来使用水准仪呢？在日常生活和工作中，我们经常需要解决这样的问题： 某处（点）比某处（点）高多少或低多少？某处（点）有多高？根据设计高程在施工中做出各种高程标志以指导施工等。这些问题都需要使用一定的仪器和工具，采用一定的方法和程序，按照一定的要求来解决，这就是高程测量与测设的基本技能。 水准测量因其测量精度最高,所以在国家控制测量和工程勘测及施工测量中被广泛采用。 第一节 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。05、1、3和10表示水准仪精度等级。 一 、DS3微倾式水准仪的构造 DS3主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。 D:大地测量 S:水准仪意思 3:用该类仪器进行水准测量每公里往、返测高差中数的偶然中误差为±3mm 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数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。 （1）十字丝分划板 是为了瞄准目标和读数用的。 上丝下丝 上丝 下丝 中丝 竖丝 图2－2十字丝分划板 （2）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组，目标AB经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像ab，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象a′b′。 （3）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴CC。视准轴的延长线即为视线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。 2．水准器 （1）管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。如图1-3所示，它是一玻璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为2mm的分划线，分划线的中点O称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线LL称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。 O O L L 图1-3 管水准器 水准管上2mm圆弧所对的圆心角τ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。DS3型水准仪的水准管分划值为20″，记作20″/2mm。 图1-4 图1-4 管水准器分划值 图1-5 符合水准器 为了提高水准管气泡居中的精度，目前生产的水准仪都在水准管上方设有棱镜组，使气泡两端的半影像符合在一起即气泡居中——符合水准器。 （2）圆水准器 圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。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。过零点的球面法线L′L′，称为圆水准器轴。圆水准器轴L′L′平行于仪器竖轴VV。 气泡 气泡 L′ L′ 图1-6 圆水准器 气泡中心偏离零点2mm时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为8′～10′，精度较低。 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。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。 二、水准尺和尺垫 1．水准尺 水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。 （1）塔尺 是一种逐节缩小的组合尺，其长度为2m～5m，有两节或三节连接在一起，尺的底部为零点，尺面上黑白格相间，每格宽度为1cm，有的为0.5cm，在米和分米处有数字注记。（仅用于等外水准测量） （2）双面水准尺 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，以此可以检核读数是否正确。（可用于三、四等水准测量） 2．尺垫（一般没有 不用） 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。 第二节 水准仪的使用 微倾式水准仪的基本操作程序为：安置仪器、粗略整平、瞄准水准尺、精确整平和读数。 一、安置仪器 （1）在测站上松开三脚架架腿的固定螺旋，按