微傾水(shui)準(zhun)儀原理

借助于(yu)微傾螺旋獲得水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平視線的(de)一種常(chang)用(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)。作業時先(xian)用(yong)圓水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)將儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)粗略整平，每(mei)次讀(du)數(shu)前再(zai)借助微傾螺旋，使符(fu)合水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)在豎直面內(nei)俯仰(yang)，直到符(fu)合水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)氣(qi)泡(pao)精確(que)居中，使視線水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平。微傾的(de)精密(mi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)同普通(tong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)比較(jiao)，前者管(guan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)分劃值小(xiao)、靈敏度(du)(du)高(gao)，望(wang)遠(yuan)鏡的(de)放(fang)大倍率大，明亮度(du)(du)強(qiang)，儀(yi)器(qi)(qi)(qi)(qi)結構堅固，特別(bie)是望(wang)遠(yuan)鏡與管(guan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)之(zhi)間的(de)聯接牢固，裝有光學測(ce)微器(qi)(qi)(qi)(qi)，并配有精密(mi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)標尺，以提高(gao)讀(du)數(shu)精度(du)(du)。中國生產(chan)的(de)微傾式精密(mi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)，其(qi)望(wang)遠(yuan)鏡放(fang)大倍率為(wei)40倍，管(guan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)分劃值為(wei)10″/2毫米，光學測(ce)微器(qi)(qi)(qi)(qi)最小(xiao)讀(du)數(shu)為(wei)0.05毫米，望(wang)遠(yuan)鏡照(zhao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)部分、管(guan)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)和(he)光學測(ce)微器(qi)(qi)(qi)(qi)都共(gong)同安裝在防熱罩內(nei)。

自動安平水準儀原理

借助自(zi)動(dong)安平(ping)(ping)補償(chang)(chang)器(qi)(qi)獲得(de)水平(ping)(ping)視線(xian)(xian)。當望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)視線(xian)(xian)有微(wei)量傾(qing)斜時，補償(chang)(chang)器(qi)(qi)在(zai)重力作用下對(dui)(dui)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)作相對(dui)(dui)移動(dong)，從而(er)迅速(su)獲得(de)視線(xian)(xian)水平(ping)(ping)時的(de)(de)(de)標尺(chi)讀(du)數。補償(chang)(chang)的(de)(de)(de)基本原理是：當望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)視線(xian)(xian)水平(ping)(ping)時，與物(wu)鏡(jing)主點(dian)同(tong)高的(de)(de)(de)水準標尺(chi)上(shang)物(wu)點(dian)P構成的(de)(de)(de)像點(dian)Z0應落在(zai)十(shi)字(zi)(zi)絲(si)交點(dian)Z上(shang)。當望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡(jing)對(dui)(dui)水平(ping)(ping)線(xian)(xian)傾(qing)斜一(yi)小角α后，十(shi)字(zi)(zi)絲(si)交點(dian)Z向上(shang)移動(dong)，但(dan)像點(dian)Z0仍(reng)在(zai)原處，這樣即產(chan)生一(yi)讀(du)數差(cha)Z0Z。當很小時可以認為Z0Z的(de)(de)(de)間距為α×f′（f′為物(wu)鏡(jing)焦(jiao)距），這時可在(zai)光路中(zhong)K點(dian)裝一(yi)補償(chang)(chang)器(qi)(qi)，使光線(xian)(xian)產(chan)生屈折(zhe)角β，在(zai)滿足α×f′=β×S0（S0為補償(chang)(chang)器(qi)(qi)至十(shi)字(zi)(zi)絲(si)中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)距離，即KZ）的(de)(de)(de)條件下，像Z0就落在(zai)Z點(dian)上(shang)；或使十(shi)字(zi)(zi)絲(si)自(zi)動(dong)對(dui)(dui)儀器(qi)(qi)作反方向擺動(dong)，十(shi)字(zi)(zi)絲(si)交點(dian)Z落在(zai)Z0點(dian)上(shang)。這種儀器(qi)(qi)較(jiao)微(wei)傾(qing)水準儀工效高、精度穩(wen)定。

激光水準儀原理

利(li)用激光(guang)束代替人工讀數的一種水準儀。將激光(guang)器發出的激光(guang)束導入望遠鏡(jing)筒內，使其沿(yan)視準軸方向射出水平激光(guang)束。

利用激(ji)光(guang)的單色性和相干(gan)性，可在(zai)望遠(yuan)鏡物鏡前裝配(pei)一塊具有一定遮(zhe)光(guang)圖(tu)案的玻璃片(pian)或金屬片(pian)，即波(bo)帶板(ban)，使之所生衍射干(gan)涉。經過望遠(yuan)鏡調焦(jiao)，在(zai)波(bo)帶板(ban)的調焦(jiao)范圍內(nei)，獲得一明亮而精細的十字(zi)型或圓形的激(ji)光(guang)光(guang)斑，從而更精確地照準目標。如在(zai)前、后(hou)水(shui)準標尺上(shang)配(pei)備能(neng)自動跟(gen)蹤(zong)的光(guang)電接收靶(ba)，即可進行水(shui)準測(ce)量。在(zai)施工測(ce)量和大型構件(jian)裝配(pei)中，常用激(ji)光(guang)水(shui)準儀建立水(shui)平面或水(shui)平線。

電子水準儀原理

電(dian)子水(shui)(shui)準儀(yi)又(you)稱數字(zi)水(shui)(shui)準儀(yi)，它(ta)是在自(zi)動(dong)(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準儀(yi)的基礎上(shang)發展起來的。它(ta)采用(yong)條碼(ma)標尺(chi)，各廠家標尺(chi)編(bian)碼(ma)的條碼(ma)圖(tu)案不相同，不能互換使(shi)用(yong)。2013年前照(zhao)準標尺(chi)和(he)調(diao)焦仍需目視(shi)進行。人工完成照(zhao)準和(he)調(diao)焦之后(hou)，標尺(chi)條碼(ma)一方面(mian)被(bei)成象在望遠鏡分化板上(shang)，供目視(shi)觀測(ce)(ce)(ce)(ce)，另一方面(mian)通過望遠鏡的分光(guang)鏡，標尺(chi)條碼(ma)又(you)被(bei)成象在光(guang)電(dian)傳感器（又(you)稱探測(ce)(ce)(ce)(ce)器）上(shang)，即線陣(zhen)CCD器件上(shang)，供電(dian)子讀數。因此，如果使(shi)用(yong)傳統水(shui)(shui)準標尺(chi)，電(dian)子水(shui)(shui)準儀(yi)又(you)可(ke)以象普通自(zi)動(dong)(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準儀(yi)一樣使(shi)用(yong)。不過這時(shi)的測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)精度(du)低(di)于電(dian)子測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)的精度(du)。特別是精密電(dian)子水(shui)(shui)準儀(yi)，由于沒有光(guang)學測(ce)(ce)(ce)(ce)微(wei)器，當成普通自(zi)動(dong)(dong)安平(ping)水(shui)(shui)準儀(yi)使(shi)用(yong)時(shi)，其精度(du)更低(di)。

當前電(dian)子水準儀采用了(le)原理上相(xiang)差較大的(de)三種(zhong)自(zi)動(dong)電(dian)子讀數方法(fa)：相(xiang)關(guan)法(fa)（徠卡(ka)NA3002/3003）、幾何(he)法(fa)（蔡司DiNi10/20）、相(xiang)位法(fa)（拓(tuo)普康DL101C/102C）。