水准仪的检定和校正

水准仪的检定和校正

作者：胡培秋

来源：《中国电气工程学报》2020年第19期

摘要：水准仪作为测量中重要的工具设施，其精准度将会左右测量结果的准确性，并连带影响后续工作的开展。所以在测量前，要先对水准仪加以检定和校正。文章从水准仪的定义开始讲起，对水准仪检定和校正方法加以阐述，并分析在检定过程中可能出现的各种问题，结合现有经验和案例，提出科学有效的解决措施，以提高水准仪的精确度，顺利开展测量工作。

关键词：水准仪;检定和校正;精确度;

水准仪是测量光学仪器，主要是针对测量点的高度加以确定。水准仪作为目前测量中较常使用的仪器设备，会因为运输、震动、保管不当，导致水准仪内部零部件出现一些问题，从而降低水准仪的精准度。为此，有必要对使用后的水准仪视行检定和校正，及时发现存在的问题，做好调整，以确保水准仪下次的正常使用。

1水准仪的相关概述

水准仪中的主要构件有望远镜、管水准器、垂直轴、基座和脚螺旋这五部分。各构件间的相互协调，开展水准仪高精度的测量工作。目前市面上水准仪的种类较多，可按照结构和精度将水准仪划分成以下类型：按照结构划分，有微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水準仪;按照精度可分为精密水准仪和普通水准仪[1]。

水准仪是大地测量中光学测量仪器的一种，是通过水平视线来判断被测点高度的一种方式。水准仪在建筑工程测量中的应用较为频繁，通过对观测点高度的确定，分析和判断建筑所在区域的标高和地质特征，从而确定是否存在变形或沉降等问题，为建筑工程规划设计提供保障。此外，水准仪还会被应用到国家一等水准测量、地震水准测量、大型机械安装或特殊工具加工精密度测量等方面上，这对于我国工业生产和建设有着非常重要的意义。

鉴于水准仪的优势，在我国众多领域中得到了广泛推广。如变形监测、地面沉降检测、工业测量、矿洞隧道测量、水准网测量等，并取得了较好的效果，为工程项目开展及工作规划提供了可靠的依据。

2水准仪的检定与校正

2.1圃水准泡的检定和校正

一是检定方法。圃水准泡的检定主要是通过调节望远镜透视轴实现的。在检定过程中，要先将水准仪实施固定处理，之后对望远镜透视轴加以调整，先让其与两脚的螺栓保持在水平位置上，任意两脚螺栓即可，不需固定，旋转望远镜180°，观察圆水泡所在位置，如果与规定中心位置重合，这说明水准仪不存在问题，如果发现与中心位置存在偏差，则需重新调整。

二是校正。待望远镜旋转到180度位置上后，保持水准仪不动旋转脚螺旋，让圆水泡在旋转中移动偏离中心位置的二分之一左右，之后调整圆水准仪器下部的校正螺丝，共三个，将圆水泡挪至中心线位置。校正工作不是一次完成的，需要经过反复多次处理。且在校正完成后，要对圆水泡的位置加以检测，使其在任何旋转操作下都不会偏离中心位置。

2.2望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度的检定与校正

望远镜分划板横丝与数轴垂直度的检定和校正工作中，需要使用到JSJ主标准器，在固定好水准仪并整平后，利用JSJ主标准器对微光管的十字丝焦点位置进行测量，确定其在标准位置上后，旋转水准仪上的水平微动手轮，让水准仪的十字丝焦点沿着望远镜分划板的横丝位置开始移动，观察整个移动过程，如果横丝并未出现偏离规定轨道的情况，说明横丝与数轴之间是相互垂直的，如果存在偏离情况，则需要实施校正处理。在矫正过程中，调整望远镜目镜上的制头螺丝，通过调整松紧度来解决偏离问题。调整作业不是一次完成的，需要逐步尝试，以保证调整合理性。待偏离取消后，再拧紧制头螺丝。

2.3视准轴与长水准轴是否平行的检定与校正

在对视准轴与长水准轴平行度检定中，可直接使用JSJ水准仪检定装置，该装置中带有的自评准线系统，能够快速给出a

先调整JSJ主标准器上的调焦手轮，将其固定在5米位置上，之后调整水准仪上的调焦手轮，形成十字丝。然后开始JSJ主标准器上升降手轮的调节，使其位置与水准仪十字丝的位置能够有效重合，再拨动JSJ主标准器的调焦手轮，停留在z位置上，拨动水准仪的调焦手轮，观察这时十字丝的变化情况，如果发现后调整形成的十字丝与开始的十字丝不重合，则需要实施校正处理。这时只需对JSJ主标准器上的测量手轮进行动作，做到十字丝的有效重合。调整中测量手轮产生的角度就是水准仪形成的误差值[3]。

对于检测到的i角误差值与国家标准规范要求加以对比，超出规范要求的要立即调整。文章以自动安平水准仪和水准管式水准仪为例，对两种水准仪的校正方式进行论述。

一是自动安平时水准仪。自动安平水准仪的i角校正是最为简单的。只需调整目镜罩下方分划板上的校正螺丝即可。调整过程中，务必使水准仪和JSJ主标准器上的十字丝保持完全重合状态。

二是水准管式水准仪。对于该类型水准仪的检定，需要先开展水准仪整平工作，这里就不需要固定水准仪，因为在检定中需要借助水准仪的旋转来观察水准管气泡是否在标准位置上，确定是否需要校正。具体流程为：旋转水准仪，镦1顷螺旋，查看水准仪与JSJ主标准器的横丝是否重叠在一起，观察水准管气泡是否在中心位置上，如果不在，则予以校正。校正过程中，直接利用校正针拨动水准管的两个校正螺丝，直到水准气泡处于中心位置后，拧紧螺栓。

3水准仪的检定与校正中出现的问题及解决措施

3.1目镜调焦难度较大

水准仪上分为目镜和物镜两个镜头，在目镜调焦时，经常会受到调节因素的影响，增加调焦难度，甚至在调整中出现刺耳的摩擦响动，增加磨损率。而出现这一现象的原因一方面是由于目镜和调焦螺纹间缺少润滑;另一方面则是由于水准仪经常在建筑施工现场中使用，现场环境恶劣，灰尘与粉尘量较多，会附着在调焦和目镜螺纹连接位置上。这样的水准仪故障比较好处理，只需在调焦螺纹与目镜螺纹中间连接处添加少量润滑油即可，若是沙尘的原因则需用汽油对其展开清理。

3.2分划板清晰度不高

影响分划板清晰度的因素有很多，如润滑过程中油污滴落到分划板上未及时清理、分划板存在脱胶情况、因一些因素的影响使分划板霉变、分划板上保护膜脱落严重等，面对这些问题，要求工作人员定期进行分划板的拆卸和清理，降低污垢、脱胶、霉变对其带来的影响，如果分划板因使用年限较长，无法清理干净，可直接更换分划板，以保证清晰度。

3.3物镜成像模糊

物镜成像模糊的成因有镜片不共轴、垫圈分布不均衡、镜片反正面安装错误。在解决镜片不共轴问题时，可直接恢复出厂设置。将透镜组的相互位置旋转到出厂位置上，提高清晰度;而垫圈不均匀可能是在选材或安装中出现失误导致的，这时可拆卸重新组装;镜片正反面安装错误更为简单，直接拆卸明确正反面，再按照规定要求重新安装即可。

3.4调焦镜筒不能移动

水准仪调焦镜筒会随着测量距离的变化而有所变动，在使用中如果发现不能正常移动，可能是因为调焦齿轮存在咬合问题或定位销脱落导致的。前者在处理中，需对调焦齿轮实行重新