2.6　微傾式水準儀的檢驗和校正

只有水準儀處于理想狀態，才能提供一條水平視線。儀器經過長途運輸或反復使用后，受到震動或碰撞，儀器的軸線之間的幾何關系會發生變化。因此為了保證測量工作能得出正確的成果，工作前必須對所使用的儀器進行檢驗和校正。

2.6.1　微傾式水準儀的主要軸線及應滿足的幾何條件

如圖2-19所示，水準儀主要軸線之間應滿足以下幾何條件：

①圓水準器軸應平行于儀器的豎軸；

②十字絲的橫絲應垂直于儀器的豎軸；

③水準管軸應平行于視準軸。

當圓水準氣泡居中時表示儀器粗平，即圓水準器軸處于鉛垂，若滿足關系，則豎軸也鉛垂。橫絲垂直于豎軸，則中絲處于水平位置，便于讀數。水準管氣泡居中，表示管水準器軸水平，如果滿足第三個幾何條件，則水平視線才能保證，因為這是儀器應滿足的主要幾何條件。

2.6.2　水準儀的檢驗與校正

水準儀的檢驗與校正應按下列順序進行，以保證前面檢驗的項目不受后面檢驗項目的影響。

（1）圓水準器的檢驗和校正

①目的。使圓水準器軸平行于儀器豎軸，圓水準器氣泡居中時，豎軸便位于鉛垂位置。

②檢驗方法。安置儀器后，旋轉腳螺旋使圓水準器氣泡居中，粗略整平儀器，然后將儀器上部在水平方向上繞儀器豎軸旋轉180°，若氣泡仍居中，則表示圓水準器軸已平行于豎軸，若氣泡偏離零點則需進行校正。

③校正方法。用腳螺旋使氣泡向中央方向移動偏離量的一半，然后撥圓水準器的校正螺旋使氣泡居中。由于一次撥動不易使圓水準器校正得很完善，所以需重復上述的檢驗和校正，使儀器上部旋轉到任何位置氣泡都能居中為止。

圓水準器校正裝置的構造常見的有兩種：一種在圓水準器盒底有3個校正螺旋［圖2-20（a）］；盒底中央有一球面突出物，它頂著圓水準器的底板，3個校正螺旋則旋入底板拉住圓水準器。當旋緊校正螺旋時，可使水準器該端降低，旋松時則可使該端上升。另一種構造，在盒底可見到4個螺旋［圖2-20（b）］，中間一個較大的螺旋用于連接圓水準器和盒底，另3個為校正螺旋，它們頂住圓水準器底板。當旋緊某一校正螺旋時，水準器該端升高，旋松時則該端下降，其移動方向與第一種相反。校正時，無論對哪一種構造，當需要旋緊某個校正螺旋時，必須先旋松另兩個螺旋，校正完畢時，必須使三個校正螺旋都處于旋緊狀態。

④檢校原理。若圓水準器軸與豎軸沒有平行，構成一角，當圓水準器的氣泡居中時，豎軸與鉛垂線成角［圖2-21（a）］。若儀器上部繞豎軸旋轉180°，因豎軸位置不變，故圓水準器軸與鉛垂線成角［圖2-21（b）］。當用腳螺旋使氣泡向零點移回偏離量的一半，則豎軸將變動一角而處于鉛垂方向，而圓水準器軸與豎軸仍保持角［圖2-21（c）］。此時撥圓水準器的校正螺旋，使圓水準器氣泡居中則圓水準器軸亦處于鉛垂方向，從而使它平行于豎軸［圖2-21（d）］。

當圓水準器的誤差過大，即角過大時，氣泡的移動不能反映出角的變化。當圓水準器氣泡居中后，儀器上部平轉180°，若氣泡移至水準器邊緣，再按照使氣泡向中央移動的方向旋轉腳螺旋1～2周，若未見氣泡移動，這就屬于角偏大的情況。此時不能按上述正常的情況，用改正氣泡偏離量一半的方法來進行校正。首先應以每次相等的量轉動腳螺旋，使氣泡居中，并記住轉動的次數，然后將腳螺旋按相反方向轉動原來次數的一半，此時可使豎軸接近鉛垂位置。撥圓水準器的校正螺旋使氣泡居中，則可使角迅速減小，然后再按正常的檢驗和校正方法進行校正。

（2）十字絲橫絲的檢驗和校正

①目的。使十字絲的橫絲垂直于豎軸，這樣，當儀器粗略整平后，橫絲基本水平，用橫絲上任意位置所得讀數均相同。

②檢驗方法。先用橫絲的一端照準一固定的目標或在水準尺上讀一讀數，然后用微動螺旋轉動望遠鏡，用橫絲的另一端觀測同一目標或讀數。如果目標仍在橫絲上或水準尺上讀數不變［圖2-22（a）］，說明橫絲已與豎軸垂直。若目標偏離了橫絲或水準尺讀數有變化［圖2-22（b）］，則說明橫絲與豎軸沒有垂直，應予校正。

③校正方法。打開十字絲分劃板的護罩，可見到3個或4個分劃板的固定螺絲［圖2-22（c）］。松開這些固定螺絲，用手轉動十字絲分劃板座，反復試驗使橫絲的兩端都能與目標重合或使橫絲兩端所得水準尺讀數相同，則校正完成。最后旋緊所有固定螺絲。

④檢校原理。若橫絲垂直于豎軸，橫絲的一端照準目標后，當望遠鏡繞豎軸旋轉時，橫絲在垂直于豎軸的平面內移動，所以目標始終與橫絲重合。若橫絲不垂直于豎軸，望遠鏡旋轉時，橫絲上各點不在同一平面內移動，因此目標與橫絲的一端重合后，在其他位置的目標將偏離橫絲。

（3）水準管的檢驗和校正

①目的。使水準管軸平行于視準軸，當水準管氣泡符合時，視準軸就處于水平位置。

②檢驗方法。在平坦地面選相距40～60m的A、B兩點，在兩點打入木樁或設置尺墊。水準儀首先置于離A、B等距的Ⅰ點，測得A、B兩點的高差［圖2-23（a）］。必要時改變儀器高再測，當所得各高差之差小于3mm時取其平均值。若視準軸與水準管軸不平行而構成i角，由于儀器至A、B兩點的距離相等，因此由于視準軸傾斜，而在前、后視讀數所產生的誤差也相等，所以所得的是A、B兩點的正確高差。然后把水準儀移到AB延長方向上靠近B的Ⅱ點，再次測A、B兩點的高差［圖2-23（b）］，必須仍把A作為后視點，故得高差。如果，說明在測站Ⅱ所得的高差也是正確的，這也說明在測站Ⅱ觀測時視準軸是水平的，故水準管軸與視準軸是平行的，即。如果，則說明存在i角的誤差，由圖2-23（b）可知

　　（2-9）

而

　　（2-10）

式中，為儀器分別在Ⅱ和Ⅰ所測高差之差；為A、B兩點間的距離。

對于普通水準測量，要求i角不大于20″，否則應進行校正。

③校正方法。當儀器存在i角時，在遠點A的水準尺讀數a₂將產生誤差，從圖2-23（b）可知

　　（2-11）

式中，為測站Ⅱ至B點的距離。計算時應注意的正負號，正號表示視線向上傾斜，與圖上所示一致，負號表示視線向下傾斜。

為了使水準管軸和視準軸平行，用微傾螺旋使遠點A的讀數從a₂改變到，。此時視準軸由傾斜位置改變到水平位置，但水準管也因隨之變動而氣泡不再符合。用校正針撥動水準管一端的校正螺旋使氣泡符合，則水準管軸也處于水平位置從而使水準管軸平行于視準軸。水準管的校正螺旋如圖2-24所示，校正時先松動左右兩校正螺旋，然后撥上下兩校正螺旋使氣泡符合。撥動上下校正螺旋時，應先松一個再緊另一個逐漸改正，當最后校正完畢時，所有校正螺旋都應適度旋緊。

以上檢驗校正也需要重復進行，直到i角小于20″為止。