水准仪i角快速自检之调校应用

水准仪i角快速自检之调校应用

兰汉阳，纪强，何兴，蒋晓伟

中国建筑第八工程局有限公司西南分公司  四川成都  610000

[摘要] 水准仪在施工现场具有重要作用，从前期准备工作到装修施工结束工程竣工各个施工环节都会应用。i角大小直接关系水准仪合格与否，一般仪器进场都需要有资质第三方检定机构检测并出具检定报告，但检定报告上载明的i角误差指标仅是代表检测当时的情况，仪器在转场运输过程中难免会颠簸等其他情况，会对仪器造成二次影响。鉴于此情况，i角快速自检尤为重要，本文自检适用于各种型号水准仪。

[关键词] 水准仪；i角；快速自检；调校

1水准仪i角误差简介

水准仪的作用是提供一条水平视线，实现这一作用靠其望远镜的视准轴和水平管轴。如果它们平行，则无论是在包含视准轴的竖直面上的投影还是在水平面上的投影，都应该是相互平行的。如果二者不平行，这一夹角在竖直面上投影的夹角称为i角。故称由于望远镜视准轴和水平管轴不平行所引起的观测误差为i角误差。前后视距相差越大，则i角影响也越大。

水准仪的视准轴与水准轴一般不互相平行，而是两条空间直线，在水平面上投影交角称角误差，也叫交叉误差，在竖直面上的交角就是i角误差。

水准测量的基本原理是根据视准线在水准尺上的读数，从而求得两点间高差，而视准线又是借助水准气泡居中来实现的。理论上水准气泡居中即为视准线水平，实际上视准轴不能严格意义上平行于水准气泡，且在使用过程中，这种不平行关系也是在变化的。

2 水准仪i角产生原因

i角误差是仪器本身的结构与外业工作条件的变化所致，仪器中的十字丝是固定在上下的V形槽中，下面的V形槽由弹簧支撑着，上面是一个压紧调节螺丝。由于因内部与外界环境条件的变化，如温度、湿度、震动的变化它会产生i角微小的变化，或者，由于其它内应力的变化而产生不同程度的变化所致。仪器经过长途运输、仪器经过长期作业、仪器操作环境的不断变化、均可能使水准仪的i角发生变化，所以，经常性地、自觉地、定期地检查与检校水准仪的i角以确保水准仪测量精度。

3 i角自检方法

施工现场水准仪i角检验除通过第三方检测机构借助专业检测工器具进行外，施工现场还可以利用以下方法进行快速自检。

1、检测应避开不利气候影响，选择在无风或微风天气进行（阴天更佳），避开日出日落前后一小时大气不稳定时段，检测前用钢卷尺在地上量取一段41.26m的直线，并在地面两端各钉一个小钢钉（小钢钉高出周围地面，或用尺垫代替）。用钢卷尺量取该线段中点位置，并做上标记。

2、第一步将水准仪安置在中点位置上，在两端小钢钉（或尺垫）上扶好水准尺，观测A、B两尺读数a、b，计算A、B两点真实高差h=a-b。

3、第二步将水准仪转移至该线段外（为避免其他指标误差的影响，仪器及A、B点宜在同一直线上），距离其中一端点就近位置，再次观测A、B两尺读数a’、b’，计算A、B两点高差h’=a’-b’。

4、i角计算，i≈tani=(|h’-h|/2)/20630*206265≈5|h’-h|。

注：角度与弧度的关系为360°=2兀R/R=2兀，ρ=180°/兀，一个弧度所相当的度分秒制角值为ρ°=180°/兀=57.2957795°≈57.3°，ρ′=60*180°兀=3437.74677′≈3438′。ρ″=60*60*180°/兀=206264.806″≈206265″。

4 i角自检允许范围

根据《工程测量标准》GB50026-2020规范要求，水准仪视准轴与水准管轴的夹角i允许范围，DS1、DSZ1型不应超过15″，DS3、DSZ3型不应超过20″。

5调校方法

电子水准仪调校方法

1、找一开阔场地，将两根条码尺(A尺和B尺)按45米距离立好，将45米等分3份，设距A尺15米处为1号点，距B尺15米处为2号点，注意条码尺一定要立直，气泡居中，不要动。最好将尺子固定，不要用人扶尺。

2、将仪器架设在距A尺15米处的1号点上，将仪器整平，转动仪器检查气泡是否居中、有偏移。

3、照准 A 尺然后开机，按数字 7(MENU)进入设置主菜单.

4、按上下箭头对应的功能键找到 ADJUSTMENT(调整)按 YES 对应的功能键,进入工角校正屏幕,按 OK 对应的功能键再按 OK 对应的功能键,进入校正选着菜单.

5、按上下箭头选中 1、FARSTNER METHED 按 YES 对应的功能键进入,选着CURVAT.CORR

OFF(关)按 MOD 对应的功能设置 1、CURVAT.CORR ON(开)后按 ESC 退出.进入校正屏幕。

6、图形显示照准A尺，按测量键(MEAS)后,仪器图形显示照准B尺(旋转仪器180度照准)，按测量键(MEAS)测量后，仪器图形提示将DINI12到距B点15米处的2号点上。搬动仪器时不要将 DINI 12 关机、倒置。

7、将仪器在距B尺15米处2号点上严格整平仪器，检查气泡居中。图形显示照准B尺，按测量键(MEAS)后,仪器图形显示照准A尺(旋转仪器180度照准)，按测量键(MEAS)后。仪器自动显示旧(old)1角和新(new)角.选着按new对应的功能键,新(new)I角被设置入仪器,然后退出。

注意事项:

1、调试前使仪器气泡居中,转动仪器180度,查看气泡是否居中，校正过程中调试场地周围不要有震动,如过往汽车,仪器按键时不要太用力,以防仪器受到震动,十字丝照准发生偏移。尺子要保持竖直,不要发生震动,偏移,沉降。

2、校正场地选着时要查看周围是否有大的震动,如马路边有汽车过往的震动,及其它设备震动,不要有强的电磁场.

3、校正过程中不要在强光下进行,不要让太阳直射仪器.影响仪器读数.仪器周围不要有高温物体

水准仪光学i角校正方法

方法一:

首先，在平坦地段上选择一段6L8m的距离，划分3个相等的区段如下图所示，首先将仪器置于C处，用同一标尺先后营于A和B处(标尺下安放尺垫)，可得到标尺读数a和b，然后仪器置于D处，得到标尺读数a和 b

计算:d=(az-bz)-(a;-b;)

aj=az-d(d的正负符号不变)

仪器仍置于D处，瞄准标尺 A，用内六方扳手拨动i角调整螺钉，使分划板十字经中心位置与a重合，然后旋紧保护罩，最后按上述方法再检校一次。

a2 b2

a1 b1

C 20.6 20.6

A61.8

方法二:

在平坦地段上选择一段 41.2m的距离，整平仪器后，首先将仪器置于C处(标尺 A、B的中点)，用同一标尺先后置于A和B处(标尺下安放尺垫)，可得到标尺读数a和b，然后仪器置于D处(距离B尺大概2米的地方)，得到标尺读数 a:和 b2.

计算:d=(az-bz)-(a:-b))

ag-az-d(d的正负符号不变)

仪器仍置于D处，瞄准标尺 A，用内六方扳手拨动i角调整螺钉，使分划板十字丝中心位置与a重合，然后旋紧保护罩，最后按上述方法再检校一次。

6  结语

1、考虑到距离丈量对i角计算影响，检测场地宜选择相对平坦的地段，避开明显坡段。

2、i角自检宜避开不良天气，宜选择阴天进行，若避免不了不良天气，应避开不良时段，最好选择在光照及温度变化不大的时段。

参考文献：

[1]《测量学基础》黄河水利出版社.

[2] 《工程测量学》,化学工业出版社.