微傾水準儀原理

借助(zhu)于微(wei)(wei)(wei)(wei)傾(qing)螺旋獲得水(shui)平(ping)視線的(de)一種常用水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)。作業時(shi)先(xian)用圓(yuan)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)將(jiang)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)粗略整平(ping)，每次讀數(shu)前(qian)再(zai)借助(zhu)微(wei)(wei)(wei)(wei)傾(qing)螺旋，使符合水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)在豎直(zhi)面內(nei)俯(fu)仰，直(zhi)到(dao)符合水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)氣泡精(jing)確居中，使視線水(shui)平(ping)。微(wei)(wei)(wei)(wei)傾(qing)的(de)精(jing)密(mi)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)同(tong)普通水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)比較，前(qian)者管(guan)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)的(de)分劃(hua)值小(xiao)、靈(ling)敏度(du)高，望遠鏡的(de)放大倍率大，明亮(liang)度(du)強，儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)結構堅(jian)固，特(te)別是望遠鏡與管(guan)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)之(zhi)間(jian)的(de)聯接(jie)牢(lao)固，裝有光學測(ce)微(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)(qi)(qi)，并配有精(jing)密(mi)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)標尺(chi)，以提高讀數(shu)精(jing)度(du)。中國(guo)生產的(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)傾(qing)式精(jing)密(mi)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)，其(qi)望遠鏡放大倍率為40倍，管(guan)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)分劃(hua)值為10″/2毫(hao)米，光學測(ce)微(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)(qi)(qi)最小(xiao)讀數(shu)為0.05毫(hao)米，望遠鏡照(zhao)準(zhun)(zhun)(zhun)部(bu)分、管(guan)水(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)和(he)光學測(ce)微(wei)(wei)(wei)(wei)器(qi)(qi)(qi)都共同(tong)安裝在防熱罩(zhao)內(nei)。

自動安平水準儀原理

借助自動(dong)安平補(bu)(bu)償(chang)器(qi)獲(huo)得水(shui)平視線(xian)。當(dang)(dang)望遠鏡(jing)(jing)視線(xian)有(you)微(wei)量傾(qing)斜時，補(bu)(bu)償(chang)器(qi)在(zai)重力作(zuo)用(yong)下(xia)對(dui)望遠鏡(jing)(jing)作(zuo)相(xiang)對(dui)移動(dong)，從而迅速獲(huo)得視線(xian)水(shui)平時的(de)(de)標尺讀(du)數。補(bu)(bu)償(chang)的(de)(de)基本原理是：當(dang)(dang)望遠鏡(jing)(jing)視線(xian)水(shui)平時，與物(wu)鏡(jing)(jing)主(zhu)點(dian)同(tong)高的(de)(de)水(shui)準標尺上(shang)(shang)物(wu)點(dian)P構成的(de)(de)像點(dian)Z0應落在(zai)十(shi)字絲(si)(si)交(jiao)點(dian)Z上(shang)(shang)。當(dang)(dang)望遠鏡(jing)(jing)對(dui)水(shui)平線(xian)傾(qing)斜一(yi)小角α后，十(shi)字絲(si)(si)交(jiao)點(dian)Z向上(shang)(shang)移動(dong)，但像點(dian)Z0仍在(zai)原處，這樣即(ji)產生(sheng)一(yi)讀(du)數差Z0Z。當(dang)(dang)很小時可(ke)以(yi)認為(wei)(wei)Z0Z的(de)(de)間距為(wei)(wei)α×f′（f′為(wei)(wei)物(wu)鏡(jing)(jing)焦(jiao)距），這時可(ke)在(zai)光(guang)路(lu)中K點(dian)裝一(yi)補(bu)(bu)償(chang)器(qi)，使(shi)光(guang)線(xian)產生(sheng)屈(qu)折角β，在(zai)滿足α×f′=β×S0（S0為(wei)(wei)補(bu)(bu)償(chang)器(qi)至十(shi)字絲(si)(si)中心的(de)(de)距離，即(ji)KZ）的(de)(de)條件(jian)下(xia)，像Z0就(jiu)落在(zai)Z點(dian)上(shang)(shang)；或(huo)使(shi)十(shi)字絲(si)(si)自動(dong)對(dui)儀(yi)器(qi)作(zuo)反方向擺(bai)動(dong)，十(shi)字絲(si)(si)交(jiao)點(dian)Z落在(zai)Z0點(dian)上(shang)(shang)。這種儀(yi)器(qi)較微(wei)傾(qing)水(shui)準儀(yi)工效高、精度穩定。

激光水準儀原理

利用激(ji)(ji)光(guang)束(shu)代替人工讀數的一種水(shui)準儀。將激(ji)(ji)光(guang)器發出(chu)的激(ji)(ji)光(guang)束(shu)導入望遠鏡筒內，使其(qi)沿視準軸(zhou)方向射出(chu)水(shui)平激(ji)(ji)光(guang)束(shu)。

利用激光(guang)(guang)的(de)(de)單色(se)性(xing)和(he)相干性(xing)，可(ke)在望(wang)遠鏡(jing)(jing)物鏡(jing)(jing)前裝(zhuang)配一(yi)塊具有(you)一(yi)定遮光(guang)(guang)圖案(an)的(de)(de)玻璃片或(huo)金屬片，即波(bo)帶板，使之(zhi)所(suo)生(sheng)衍(yan)射干涉(she)。經(jing)過望(wang)遠鏡(jing)(jing)調焦，在波(bo)帶板的(de)(de)調焦范圍內，獲得一(yi)明亮而精(jing)細的(de)(de)十(shi)字型或(huo)圓形的(de)(de)激光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑(ban)，從而更(geng)精(jing)確地照(zhao)準(zhun)目標。如(ru)在前、后水(shui)準(zhun)標尺上配備能(neng)自動跟蹤(zong)的(de)(de)光(guang)(guang)電(dian)接收(shou)靶，即可(ke)進(jin)行水(shui)準(zhun)測量(liang)。在施工(gong)測量(liang)和(he)大型構件裝(zhuang)配中，常(chang)用激光(guang)(guang)水(shui)準(zhun)儀建(jian)立水(shui)平(ping)面或(huo)水(shui)平(ping)線(xian)。

電子水準儀原理

電(dian)(dian)子水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)又稱數(shu)(shu)字水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)，它是在(zai)自(zi)動(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)的基礎上(shang)(shang)發展(zhan)起(qi)來的。它采(cai)用(yong)(yong)(yong)條(tiao)碼(ma)(ma)(ma)標尺(chi)，各廠家標尺(chi)編碼(ma)(ma)(ma)的條(tiao)碼(ma)(ma)(ma)圖(tu)案不相(xiang)同，不能互換使用(yong)(yong)(yong)。2013年前照準(zhun)標尺(chi)和調(diao)(diao)焦(jiao)(jiao)仍需(xu)目視(shi)進行。人工完(wan)成(cheng)(cheng)照準(zhun)和調(diao)(diao)焦(jiao)(jiao)之后(hou)，標尺(chi)條(tiao)碼(ma)(ma)(ma)一方(fang)面(mian)被成(cheng)(cheng)象在(zai)望遠鏡(jing)分化(hua)板上(shang)(shang)，供(gong)目視(shi)觀測，另一方(fang)面(mian)通(tong)過(guo)望遠鏡(jing)的分光(guang)鏡(jing)，標尺(chi)條(tiao)碼(ma)(ma)(ma)又被成(cheng)(cheng)象在(zai)光(guang)電(dian)(dian)傳感器(qi)（又稱探(tan)測器(qi)）上(shang)(shang)，即(ji)線陣CCD器(qi)件(jian)上(shang)(shang)，供(gong)電(dian)(dian)子讀數(shu)(shu)。因此，如(ru)果使用(yong)(yong)(yong)傳統水(shui)(shui)準(zhun)標尺(chi)，電(dian)(dian)子水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)又可以(yi)象普(pu)通(tong)自(zi)動(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)一樣使用(yong)(yong)(yong)。不過(guo)這(zhe)時(shi)的測量精(jing)度低于電(dian)(dian)子測量的精(jing)度。特別(bie)是精(jing)密電(dian)(dian)子水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)，由于沒有光(guang)學測微器(qi)，當成(cheng)(cheng)普(pu)通(tong)自(zi)動(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)儀(yi)(yi)使用(yong)(yong)(yong)時(shi)，其精(jing)度更低。

當前電子水準儀(yi)采用了原(yuan)理上(shang)相(xiang)(xiang)差較大的三(san)種自動電子讀數(shu)方法(fa)：相(xiang)(xiang)關法(fa)（徠卡NA3002/3003）、幾(ji)何法(fa)（蔡司DiNi10/20）、相(xiang)(xiang)位(wei)法(fa)（拓普康DL101C/102C）。