微傾水準儀原理

借助于(yu)微(wei)傾螺旋(xuan)獲得水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平視(shi)線(xian)的一(yi)種(zhong)常用水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀。作業(ye)時先用圓水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)將(jiang)儀器(qi)(qi)粗略(lve)整平，每(mei)次讀數前再借助微(wei)傾螺旋(xuan)，使符合水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)在豎直(zhi)面內俯(fu)仰，直(zhi)到(dao)符合水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)氣泡精(jing)(jing)確(que)居中，使視(shi)線(xian)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平。微(wei)傾的精(jing)(jing)密水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀同普(pu)通水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀比較(jiao)，前者管水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)的分劃值小(xiao)、靈敏度高，望遠鏡(jing)的放(fang)大倍率大，明亮度強，儀器(qi)(qi)結(jie)構堅固(gu)，特別是望遠鏡(jing)與管水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)之間的聯接牢固(gu)，裝(zhuang)有(you)光學測(ce)(ce)微(wei)器(qi)(qi)，并(bing)配有(you)精(jing)(jing)密水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)標(biao)尺(chi)，以(yi)提高讀數精(jing)(jing)度。中國生產的微(wei)傾式精(jing)(jing)密水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀，其(qi)望遠鏡(jing)放(fang)大倍率為(wei)40倍，管水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)分劃值為(wei)10″/2毫米(mi)(mi)，光學測(ce)(ce)微(wei)器(qi)(qi)最小(xiao)讀數為(wei)0.05毫米(mi)(mi)，望遠鏡(jing)照準(zhun)(zhun)(zhun)部分、管水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)和光學測(ce)(ce)微(wei)器(qi)(qi)都共同安裝(zhuang)在防熱罩內。

自動安平水準儀原理

借(jie)助自(zi)動(dong)安平(ping)補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)器(qi)(qi)獲得水平(ping)視(shi)線(xian)。當望遠(yuan)鏡(jing)(jing)視(shi)線(xian)有微(wei)量傾(qing)斜時，補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)器(qi)(qi)在(zai)重(zhong)力作用下對望遠(yuan)鏡(jing)(jing)作相對移動(dong)，從而迅(xun)速(su)獲得視(shi)線(xian)水平(ping)時的(de)(de)標尺(chi)讀數(shu)。補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)基本(ben)原(yuan)理是：當望遠(yuan)鏡(jing)(jing)視(shi)線(xian)水平(ping)時，與物鏡(jing)(jing)主點(dian)(dian)同高的(de)(de)水準(zhun)(zhun)標尺(chi)上(shang)(shang)物點(dian)(dian)P構成的(de)(de)像(xiang)點(dian)(dian)Z0應落在(zai)十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z上(shang)(shang)。當望遠(yuan)鏡(jing)(jing)對水平(ping)線(xian)傾(qing)斜一小角α后，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z向上(shang)(shang)移動(dong)，但像(xiang)點(dian)(dian)Z0仍在(zai)原(yuan)處，這(zhe)(zhe)樣即(ji)產(chan)生(sheng)一讀數(shu)差Z0Z。當很小時可以認為Z0Z的(de)(de)間距(ju)為α×f′（f′為物鏡(jing)(jing)焦距(ju)），這(zhe)(zhe)時可在(zai)光路(lu)中(zhong)K點(dian)(dian)裝一補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)器(qi)(qi)，使光線(xian)產(chan)生(sheng)屈折角β，在(zai)滿(man)足α×f′=β×S0（S0為補(bu)償(chang)(chang)(chang)(chang)器(qi)(qi)至(zhi)十(shi)字(zi)絲中(zhong)心的(de)(de)距(ju)離，即(ji)KZ）的(de)(de)條件下，像(xiang)Z0就落在(zai)Z點(dian)(dian)上(shang)(shang)；或使十(shi)字(zi)絲自(zi)動(dong)對儀(yi)(yi)器(qi)(qi)作反方向擺動(dong)，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z落在(zai)Z0點(dian)(dian)上(shang)(shang)。這(zhe)(zhe)種儀(yi)(yi)器(qi)(qi)較微(wei)傾(qing)水準(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)工效高、精(jing)度穩定。

激光水準儀原理

利用(yong)激(ji)光(guang)束(shu)代替人工讀(du)數的(de)一種水(shui)準儀。將激(ji)光(guang)器(qi)發出的(de)激(ji)光(guang)束(shu)導入望遠鏡筒內，使其沿(yan)視(shi)準軸方向射出水(shui)平激(ji)光(guang)束(shu)。

利用激光(guang)(guang)的(de)(de)(de)單色性(xing)和(he)(he)相干性(xing)，可在望遠鏡物鏡前裝配一塊(kuai)具(ju)有一定(ding)遮光(guang)(guang)圖案的(de)(de)(de)玻璃片(pian)或金屬片(pian)，即波(bo)帶(dai)板，使之(zhi)所(suo)生(sheng)衍射(she)干涉。經過望遠鏡調焦，在波(bo)帶(dai)板的(de)(de)(de)調焦范(fan)圍內(nei)，獲得一明(ming)亮而精細的(de)(de)(de)十(shi)字型或圓形的(de)(de)(de)激光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑(ban)，從而更精確地照準目(mu)標。如在前、后水準標尺上配備能自動(dong)跟蹤的(de)(de)(de)光(guang)(guang)電接收(shou)靶，即可進行(xing)水準測(ce)量。在施工測(ce)量和(he)(he)大(da)型構件裝配中，常(chang)用激光(guang)(guang)水準儀建(jian)立(li)水平(ping)面或水平(ping)線。

電子水準儀原理

電(dian)(dian)子水準(zhun)儀(yi)又(you)稱(cheng)(cheng)數字水準(zhun)儀(yi)，它是(shi)在自(zi)(zi)(zi)動安(an)(an)平水準(zhun)儀(yi)的(de)基礎上(shang)(shang)發展起來的(de)。它采(cai)用(yong)(yong)條(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)(ma)標(biao)尺(chi)(chi)，各廠家標(biao)尺(chi)(chi)編碼(ma)(ma)(ma)的(de)條(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)(ma)圖案不(bu)(bu)(bu)相同(tong)，不(bu)(bu)(bu)能互換(huan)使用(yong)(yong)。2013年(nian)前照(zhao)準(zhun)標(biao)尺(chi)(chi)和(he)調(diao)焦(jiao)仍需目(mu)(mu)視進行。人工完成照(zhao)準(zhun)和(he)調(diao)焦(jiao)之后，標(biao)尺(chi)(chi)條(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)(ma)一(yi)方(fang)(fang)面(mian)被(bei)(bei)成象在望遠鏡分化板上(shang)(shang)，供目(mu)(mu)視觀測(ce)(ce)，另一(yi)方(fang)(fang)面(mian)通過望遠鏡的(de)分光(guang)鏡，標(biao)尺(chi)(chi)條(tiao)(tiao)碼(ma)(ma)(ma)又(you)被(bei)(bei)成象在光(guang)電(dian)(dian)傳感器(qi)（又(you)稱(cheng)(cheng)探測(ce)(ce)器(qi)）上(shang)(shang)，即線陣CCD器(qi)件上(shang)(shang)，供電(dian)(dian)子讀數。因此，如果使用(yong)(yong)傳統(tong)水準(zhun)標(biao)尺(chi)(chi)，電(dian)(dian)子水準(zhun)儀(yi)又(you)可以(yi)象普通自(zi)(zi)(zi)動安(an)(an)平水準(zhun)儀(yi)一(yi)樣使用(yong)(yong)。不(bu)(bu)(bu)過這(zhe)時的(de)測(ce)(ce)量精(jing)度(du)低(di)于(yu)電(dian)(dian)子測(ce)(ce)量的(de)精(jing)度(du)。特別是(shi)精(jing)密電(dian)(dian)子水準(zhun)儀(yi)，由于(yu)沒有(you)光(guang)學測(ce)(ce)微器(qi)，當成普通自(zi)(zi)(zi)動安(an)(an)平水準(zhun)儀(yi)使用(yong)(yong)時，其精(jing)度(du)更(geng)低(di)。

當前電子水準儀采用了原理(li)上相(xiang)差較大的三種自動(dong)電子讀(du)數方(fang)法(fa)(fa)：相(xiang)關法(fa)(fa)（徠卡(ka)NA3002/3003）、幾何法(fa)(fa)（蔡司DiNi10/20）、相(xiang)位(wei)法(fa)(fa)（拓普康DL101C/102C）。