微傾水準(zhun)儀(yi)原理

借(jie)助(zhu)于微傾螺旋獲得(de)水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)視線的(de)一種(zhong)常(chang)用水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀。作業時先用圓水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)將儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)粗略整平(ping)(ping)(ping)，每(mei)次讀數(shu)(shu)前再(zai)借(jie)助(zhu)微傾螺旋，使符(fu)合水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)在豎直面內俯仰，直到符(fu)合水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)氣泡(pao)精(jing)確居中，使視線水(shui)(shui)平(ping)(ping)(ping)。微傾的(de)精(jing)密(mi)(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀同普通水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀比較，前者管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)分劃值小、靈敏度高(gao)，望遠鏡的(de)放大(da)倍率大(da)，明亮(liang)度強，儀器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)結構(gou)堅固，特別是望遠鏡與(yu)管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)之間的(de)聯接(jie)牢(lao)固，裝有(you)光(guang)學測微器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)，并配有(you)精(jing)密(mi)(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)標(biao)尺，以(yi)提高(gao)讀數(shu)(shu)精(jing)度。中國生(sheng)產的(de)微傾式精(jing)密(mi)(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀，其望遠鏡放大(da)倍率為(wei)(wei)40倍，管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)分劃值為(wei)(wei)10″/2毫(hao)米，光(guang)學測微器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)最小讀數(shu)(shu)為(wei)(wei)0.05毫(hao)米，望遠鏡照準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)部分、管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)和光(guang)學測微器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)都共同安裝在防熱(re)罩(zhao)內。

自動安平水準儀原理

借助自動(dong)(dong)(dong)安(an)平(ping)補償(chang)器(qi)(qi)獲得(de)水(shui)平(ping)視線(xian)。當(dang)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡視線(xian)有微量(liang)傾斜時，補償(chang)器(qi)(qi)在(zai)重(zhong)力作(zuo)用下對望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡作(zuo)相對移(yi)動(dong)(dong)(dong)，從而迅速獲得(de)視線(xian)水(shui)平(ping)時的(de)(de)標(biao)尺讀數(shu)。補償(chang)的(de)(de)基本原理(li)是：當(dang)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡視線(xian)水(shui)平(ping)時，與物(wu)鏡主點(dian)(dian)同高(gao)的(de)(de)水(shui)準(zhun)標(biao)尺上(shang)物(wu)點(dian)(dian)P構成(cheng)的(de)(de)像點(dian)(dian)Z0應落在(zai)十(shi)(shi)(shi)字絲(si)交點(dian)(dian)Z上(shang)。當(dang)望(wang)遠(yuan)(yuan)鏡對水(shui)平(ping)線(xian)傾斜一(yi)小(xiao)角α后(hou)，十(shi)(shi)(shi)字絲(si)交點(dian)(dian)Z向上(shang)移(yi)動(dong)(dong)(dong)，但像點(dian)(dian)Z0仍在(zai)原處，這(zhe)樣(yang)即產生一(yi)讀數(shu)差Z0Z。當(dang)很(hen)小(xiao)時可(ke)以認(ren)為(wei)Z0Z的(de)(de)間距(ju)(ju)為(wei)α×f′（f′為(wei)物(wu)鏡焦距(ju)(ju)），這(zhe)時可(ke)在(zai)光路中K點(dian)(dian)裝(zhuang)一(yi)補償(chang)器(qi)(qi)，使(shi)(shi)光線(xian)產生屈(qu)折角β，在(zai)滿足α×f′=β×S0（S0為(wei)補償(chang)器(qi)(qi)至(zhi)十(shi)(shi)(shi)字絲(si)中心的(de)(de)距(ju)(ju)離，即KZ）的(de)(de)條(tiao)件下，像Z0就(jiu)落在(zai)Z點(dian)(dian)上(shang)；或使(shi)(shi)十(shi)(shi)(shi)字絲(si)自動(dong)(dong)(dong)對儀器(qi)(qi)作(zuo)反(fan)方向擺動(dong)(dong)(dong)，十(shi)(shi)(shi)字絲(si)交點(dian)(dian)Z落在(zai)Z0點(dian)(dian)上(shang)。這(zhe)種儀器(qi)(qi)較微傾水(shui)準(zhun)儀工效高(gao)、精度(du)穩定。

激光水準儀原理

利用激(ji)光(guang)束(shu)代替人工(gong)讀數的一種水準儀。將激(ji)光(guang)器發(fa)出的激(ji)光(guang)束(shu)導入(ru)望遠鏡筒內，使其沿(yan)視準軸方向(xiang)射出水平激(ji)光(guang)束(shu)。

利用激(ji)光(guang)(guang)的(de)單色性(xing)和相干性(xing)，可在(zai)(zai)望遠(yuan)(yuan)鏡物鏡前(qian)裝配一(yi)塊具(ju)有(you)一(yi)定遮光(guang)(guang)圖(tu)案(an)的(de)玻璃片或金屬片，即(ji)波帶板，使(shi)之所生衍射干涉。經(jing)過望遠(yuan)(yuan)鏡調焦，在(zai)(zai)波帶板的(de)調焦范(fan)圍內，獲(huo)得一(yi)明亮而(er)精細的(de)十字型或圓形的(de)激(ji)光(guang)(guang)光(guang)(guang)斑，從而(er)更精確地照準目(mu)標(biao)(biao)。如在(zai)(zai)前(qian)、后水(shui)準標(biao)(biao)尺上配備(bei)能自動(dong)跟蹤的(de)光(guang)(guang)電(dian)接收靶，即(ji)可進行水(shui)準測量。在(zai)(zai)施工測量和大型構件(jian)裝配中，常用激(ji)光(guang)(guang)水(shui)準儀建(jian)立(li)水(shui)平面或水(shui)平線(xian)。

電子水準儀原理

電(dian)子水準(zhun)(zhun)儀(yi)又稱數字水準(zhun)(zhun)儀(yi)，它是在(zai)自(zi)動安(an)平水準(zhun)(zhun)儀(yi)的(de)基礎上發展起來的(de)。它采用條(tiao)碼(ma)標(biao)尺(chi)，各廠(chang)家標(biao)尺(chi)編碼(ma)的(de)條(tiao)碼(ma)圖案不(bu)相同，不(bu)能互換使用。2013年前照(zhao)(zhao)準(zhun)(zhun)標(biao)尺(chi)和(he)調焦(jiao)仍需目視進行。人工完(wan)成(cheng)(cheng)照(zhao)(zhao)準(zhun)(zhun)和(he)調焦(jiao)之后，標(biao)尺(chi)條(tiao)碼(ma)一方面被(bei)成(cheng)(cheng)象在(zai)望(wang)遠鏡分化板上，供目視觀測(ce)，另一方面通過望(wang)遠鏡的(de)分光鏡，標(biao)尺(chi)條(tiao)碼(ma)又被(bei)成(cheng)(cheng)象在(zai)光電(dian)傳(chuan)感器（又稱探測(ce)器）上，即線陣CCD器件上，供電(dian)子讀數。因此，如(ru)果使用傳(chuan)統水準(zhun)(zhun)標(biao)尺(chi)，電(dian)子水準(zhun)(zhun)儀(yi)又可以象普通自(zi)動安(an)平水準(zhun)(zhun)儀(yi)一樣使用。不(bu)過這時(shi)(shi)的(de)測(ce)量精度(du)低于電(dian)子測(ce)量的(de)精度(du)。特(te)別是精密(mi)電(dian)子水準(zhun)(zhun)儀(yi)，由于沒(mei)有光學測(ce)微器，當成(cheng)(cheng)普通自(zi)動安(an)平水準(zhun)(zhun)儀(yi)使用時(shi)(shi)，其精度(du)更低。

當前電子水準儀(yi)采用了原理上(shang)相(xiang)差(cha)較大(da)的三(san)種(zhong)自動電子讀數方法：相(xiang)關法（徠卡NA3002/3003）、幾(ji)何(he)法（蔡司(si)DiNi10/20）、相(xiang)位法（拓(tuo)普康DL101C/102C）。