2.6 水準儀的檢驗與校正
水準儀在經過長時間的使用或長途運輸后，其各軸線間的關系會發生變化。為了保證
測量成果的正確性，要定期對儀器進行檢驗和校正。在對水準儀進行檢驗校正之前，首先要對水準儀進行一般性檢查，內容有：望遠鏡的成像是否清晰、制動及微動螺旋是否有效、腳螺旋轉動是否靈活、水準氣泡是否正常等。
2.6.1 水準儀應滿足的條件
水準儀的作用是提供一條水平視線，而視線水平是依靠水準管的氣泡居中來實現的。因此水準儀必須滿足水準管軸平行于視準軸這一基本條件。為了利用微傾螺旋迅速整平，要求儀器豎軸應處于鉛垂位置，這一要求通過圓水準器氣泡居中來實現。因此要求水準儀必須滿足圓水準器軸平行于豎軸這一條件。水準測量中要求用豎絲與中絲的交點在水準尺成像上的位置進行讀數，但這樣讀數的效率比較低，因此還要求十字絲中絲與豎軸垂直，就可以在中絲與豎絲的交點處于水準尺影像附近時直接讀數，提高觀測效率。
綜上所述，水準儀應滿足的條件是：（1）圓水準器軸平行于儀器的豎軸。（2）十字絲中絲垂直于儀器的豎軸。（3）水準管軸平行于視準軸。
水準儀具體的軸系關系見圖217。
圖217 水準儀的軸線關系
2.6.2 水準儀的檢驗與校正
2.6.2.1 圓水準器的檢驗與校正
（1）檢校目的。滿足條件L′L′∥VV。當圓水準器氣泡居中，儀器的豎軸VV處于鉛垂狀態。
（2）檢驗方法。水準儀連接到腳架頭上后，轉動腳螺旋使圓水準器氣泡居中，然后將望遠鏡旋轉180°，檢查氣泡是否仍然居中。若居中，表明L′L′∥VV的條件滿足；若不居中，則應進行校正。
（3）檢校原理。如圖2 18（a）所示，豎軸VV與圓水準器軸L′L′不平行，相交成θ角。此時調腳螺旋使氣泡居中，則圓水準器軸豎直，而豎軸傾斜θ角。如圖2 18（b）所示，望遠鏡繞傾斜的豎軸VV旋轉180°，圓水準器軸便偏離豎直狀態，圓水準器氣泡立即偏離，L′L′軸相對于鉛垂線偏離的角度最大，其值為2θ角，氣泡也偏離中心2θ相應的距離。如圖2 18（c）所示，儀器豎軸對鉛垂線偏離了θ角，旋轉腳螺旋，使氣泡向中心移
動偏距的一半，即圓水準器軸與鉛垂線的夾角為θ。如圖2 18（d）所示，撥圓水準器的校正螺絲使氣泡居中，即圓水準器軸也鉛垂，這樣就消除了圓水準器軸與豎軸之間的交角，使兩者平行。
圖218 圓水準器軸平行于豎軸的檢校
（4）校正方法。在檢驗的基礎上，先旋轉腳螺旋，使氣泡向中心退回偏移距離的一半，然后用校正針先松動圓水準器底部的中心固定螺絲（圖219），然后再撥動校正螺絲，使氣泡完全居中。這種檢校過程需要反復數次，直到旋轉水準儀，使得望遠鏡對準任何一個方向，圓水準器的氣泡都位于居中位置，最后將中心固定螺絲擰緊。
圖219 圓水準器的校正螺釘
2.6.2.2 十字絲中絲的檢驗與校正
（1）檢校目的。滿足十字絲中絲垂直于VV的條件，使得VV鉛垂時，十字絲的中絲處于水平狀態。
（2）檢驗方法。當儀器豎軸處于鉛垂位置時，如果十字絲中絲垂直于豎軸，中絲必成水平，當望遠鏡繞豎軸轉動時，中絲上任何部分始終在同一水平面上。檢驗時在離墻壁一定距離位置處架設儀器、整
平，望遠鏡瞄準墻壁，指揮人在墻壁上作一標記，使其位于中絲上。記所作標記為點P，制動水準儀，一邊用微動螺旋左右小幅度轉動望遠鏡，一邊觀察視野里點P與中絲的相對位置狀況。如圖2 20（a）、（b）所示，若點P一直位于中絲上，則表示十字絲中絲垂直于VV；如圖2 20（c）、（d）所示，若發現點P偏離了中絲，則表示十字絲中絲與VV不相垂直，需要進行校正。
（3）校正方法。旋下目鏡處的十字絲分劃板防護罩，松開十字絲環的四個壓環螺絲，如圖2 20（e）、（f）所示，按中絲傾斜的反方向轉動十字絲環，直到滿足要求，最后旋緊十字絲的壓環螺絲，并上好十字絲分劃板防護罩。
2.6.2.3 水準管軸平行視準軸的檢驗與校正
（1）檢校目的。滿足LL∥CC的條件，當水準管氣泡居中時，視準軸CC處于水平
圖220 十字絲橫絲的檢驗與校正
狀態。
（2）檢驗方法。如圖221，設水準管軸與視準軸不平行，兩者間存在一夾角i。當水準管氣泡居中，望遠鏡繞豎軸旋轉，視線始終是向上（或向下）傾斜，導致在水準尺上的讀數比視線水平狀態下的讀數始終偏大（或偏小），偏大（或偏小）的數值與水準儀到水準尺的距離成正比。如果將水準儀安置在與前、后視兩水準尺距離相同的位置，視線在水準尺上的讀數偏大（或偏小）一個相同的數值，在計算兩點高差時，兩者可以相互抵消；但當水準儀到前、后視兩水準尺距離不相同，計算得的高差就受i角的影響。
圖221 水準管軸平行于視準軸的檢校
檢驗時，首先確定出兩水準尺A、B的中間位置C，在C處立水準儀，分別讀取讀數a1、b1，由于水準儀到兩尺子的距離相等，可以假設兩讀數都偏大一個x值，則A、B兩點間的高差為：
hAB=（a1-x）-（b1-x）=a1-b1
再將水準儀搬到距離B點很近的位置D處，分別讀取兩水準尺上的讀數a2、b2，則兩點間高差為：
h′AB=a2-b2
兩次設站的高差之差為：
Δh=h′AB-hAB
若兩次高差的較差在±5mm范圍內，可認為水準管軸與視準軸相平行，否者應進行校正。若存在夾角i需要校正，則儀器在D點不動，水準儀距離B點很近，可以認為讀數b2受i的影響很小。因此可以得出視線如果是水平的，則在點A水準尺上的讀數應為：
a′2=hAB+b2
此時轉動微傾螺旋，使十字絲的交點對準讀數a′2，此時視準軸已經處于水平狀態，但水準管的氣泡已經偏離。用校正針撥動水準管一端的上、下兩校正螺絲，使氣泡居中，此時水準管軸位于水平狀態。
此項檢驗校正應反復進行，直到符合要求為止。