实习一 精密水准仪与水准尺的认识与使用 2. 1 目的与要求 1. 了解威特 N3 水准仪、 蔡司 Koni007 自动安平水准仪及水准标尺的基本结构,以及各螺旋的作用。 初步学会二种仪器的使用方法和在水准尺上的读数方法。 2. 将仪器与书本上仪器的外貌对照, 熟悉仪器各部件的名称及其作用, 着重比较不同仪器的特点。 3. 掌握二种仪器在标尺上的读数方法, 并了解测微器的测微工作原理。 4. 了解精密水准尺的特点, 它与一般普通水准尺有何不同。 2. 2 仪器及工具 每组借用 N3 水准仪一台、 脚架、 N3 水准标尺、 扶杆二根、 记录板、 铅笔与记录本手薄等。 另外借 Koni007 水准仪一台、 脚架、 Koni007 水准标尺。 2. 3 方法与步骤 1. 精密水准仪和水准尺的构造与各部件的作用 (1) 、 N3 精密水准仪 N3 精密水准仪的外形如图 3-1 所示。 望远镜物镜的有效孔径为 50mm, 放大倍串为 40 倍, 管状水准器格值为。 N3 精密水准仪与分格值为 10mm 的精密因瓦水准标尺配套使用, 标尺的基辅差为 301. 55cm。 在望远镜目镜的左边上下有两个小目镜, 它们是符合气泡观察目镜和测微器读数目镜, 在 3 个不同的目镜中所见到的影像如图 2-4 所示。 1—望远镜目镜; 2—水准气泡反光镜; 3-倾倾斜螺旋; 4—调焦螺旋; 5—平行玻璃板测微螺旋 6—平行玻璃板旋转轴; 7—水平微动螺旋; 8—水平制动螺旋;9—脚螺旋; 10—脚架 图 2-1 N3 精密水准仪 精密水准尺的分划印刷在因瓦合金钢带上, 由于这种合金的温度膨胀系数很小, 因此, 水准尺的长度准确而稳定。为了使因瓦合金钢带不受木质尺身伸缩的影响, 以一定的拉力将其引张在 图 2-2 精密水准尺 木质尺身的凹槽内。 水准尺的分划为线条式, 如图 2-2 所示。 水准尺的分划值有 10mm 和 5mm 两种, 与所用水准仪的测微器相配合。 10mm 分划的精密水准尺如图 2-2(a) 所示, 它有两排分划, 右边一排注记为 0-300cm, 称为基本分划;左边一排注记为 300-600cm, 称为辅助分划。 同一高度的基本分划与辅助分划相差一个常数 301. 55cm, 称为基辅差, 又称尺常数, 用以检查读数中是否存在错误。 5mm 分划的精密水准尺如图 2-2(b) 所示。 它也有两排分划, 彼此错开5mm, 因此, 实际上, 左边是单数分划, 右边是双数分划, 右边注记是米数, 左边注记是分米数, 分划注记恒比实际数值大了一倍, 所以, 用这种水准尺所测得的读数应除以 2 才为实际的高度。 为了免去对尺上厘米分划以下的估读, 进一步提高读数精度, 精密水准仪上具有平行玻璃板测微装置。 视线经过倾斜的平行政璃板时、 产生上下的平行移动, 使原来并不对淮尺上某一分划的视线精确对准某一分划, 由此可以读到一个整分划读数, 而其尾数(即视线在尺上的上下平行移动量) 则由测微器上的精细分划读出(直读 0. 1-0. 05mm) 。 (2) 自动安平水准仪Koni007 这种仪器由于其构造的特点, 外形与一般水准仪不同, 成直立圆筒状,一般称为直立式, 图 2-3 就是这种仪器的外形。 这种直立式水准仪离地面比一般的卧式水准仪高, 因而有利减弱地面折光影响。 1—测微器; 2—圆水推器; 3—脚螺旋; 4—保护玻璃; 5—调焦螺旋; 6—制动扳把 7—微动螺旋; 8—望远镜目镜; 9—水平度盘读数目镜 图 2-3 Koni007 自动安平水准仪 2. 精密水准仪的安置与操作 (1) 安置脚架和连接仪器 在选好的测站上松开脚架伸缩螺旋, 拉需要调整高度,架头大致保持水平, 旋紧脚架伸缩螺旋, 将仪器用连接螺旋固定在架头上。 (2) 粗平 转动脚螺旋, 使园水准器或粗平水准管气池居中, 使仪器的纵轴大致铅垂。 (3) 瞄准 把望远镜对准水准尺, 进行目镜调焦和物镜调焦, 使十字丝和水准尺像清晰, 消除视差。 (4) 精平 转动倾斜螺旋, 使符合水准管气泡严格居中, 从而使望远镜的视准轴处于水平位置。 可以在水准管气泡观察镜中看到气泡两端的影像, 使气泡两端的像符合。 (5) 读数 水准仪精确整平后, 视线水平。 此时可转动测微螺旋使望远镜目镜中看到的楔形丝夹住水准标尺上的 148 分划线, 也就是使 l48 分划线平分楔角, 再在测微器目镜中读出测微器读数 653, 故水平视线在水准尺上的全部读数为148. 653cm. 图 2-4 读数示意图 3、 精密水准测量记录 每人练习精密水准仪的安置和操作以后, 对两水准尺分别进行瞄准、 精平、 读数,并按精密水准测记薄作好观测记录、 测站检核和计算两立尺点高差。 记录表的记录和计算作为本次实验的成果上交。 4、 注意事项 (1) 水准仪安放到三脚架上后, 必须旋紧连接螺旋, 使连接牢固。 (2) 水准仪在读数前, 必须使长气泡严格居中。 (3) 瞄准目标时, 必须消除视差。