2.4.2　自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀

為了提高觀測(cè)的效率，人們?cè)O(shè)計(jì)出一種可以自動(dòng)精確安平的水準(zhǔn)儀，稱(chēng)為自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀由于其操作比較簡(jiǎn)便，因此在許多方面得到廣泛應(yīng)用。

1.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的構(gòu)造

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒(méi)有管水準(zhǔn)器和微傾螺旋，它是在水準(zhǔn)儀的視準(zhǔn)軸稍微傾斜時(shí)通過(guò)一個(gè)自動(dòng)補(bǔ)償裝置使視線水平的。如圖2-24所示，為NAL224自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，其主要由帶補(bǔ)償器的望遠(yuǎn)鏡、微動(dòng)裝置、圓水準(zhǔn)器、基座及度盤(pán)等組成。補(bǔ)償器采用X形（中心對(duì)稱(chēng)交叉）吊絲結(jié)構(gòu)及空氣阻尼器，補(bǔ)償范圍不超過(guò)±15′。儀器采用摩擦制動(dòng)，水平微動(dòng)采用無(wú)限微動(dòng)機(jī)構(gòu)，微動(dòng)手輪安排在兩側(cè)便于操作。儀器上的度盤(pán)具有測(cè)量角度的功能，其他結(jié)構(gòu)和功能與微傾式水準(zhǔn)儀基本相同。

2.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的測(cè)量原理

如圖2-25所示，當(dāng)視準(zhǔn)軸傾斜了一個(gè)小角度α時(shí)，若按視準(zhǔn)軸讀數(shù)則為a′，顯然不是水平視線讀數(shù)a；為了使十字絲中絲的讀數(shù)仍為a，在望遠(yuǎn)鏡的光路中安置一補(bǔ)償器，使通過(guò)物鏡光心的水平視線經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器后偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度β，仍通過(guò)十字絲的交點(diǎn)，即讀數(shù)仍為a。

為了使補(bǔ)償器達(dá)到補(bǔ)償?shù)哪康模a(bǔ)償器必須滿足的幾何條件為：

式中：f——物鏡到十字絲的距離；

d——補(bǔ)償器到十字絲的距離。

3.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的使用

（1）安裝三腳架。將三腳架置于測(cè)點(diǎn)上方，三個(gè)腳尖大致等距，同時(shí)要注意三腳架的張角和高度要適宜，且應(yīng)保持架面盡量水平，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)腳架下端的翼形手把，可將伸縮腿固定在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

腳尖要牢固地插入地面，要保持三腳架在測(cè)量過(guò)程中穩(wěn)定可靠。

（2）儀器安裝。儀器小心地放在三腳架上，并用中心螺旋手把將儀器可靠緊固。

（3）儀器整平。旋轉(zhuǎn)三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中?？砂聪率鲞^(guò)程操作：轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使視準(zhǔn)軸平行（或垂直）于任意兩個(gè)腳螺旋的連線，然后以相反方向同時(shí)旋轉(zhuǎn)該兩個(gè)腳螺旋，使氣泡移至兩螺旋的中心線上，最后轉(zhuǎn)動(dòng)第三個(gè)腳螺旋使圓水準(zhǔn)器氣泡居中。

（4）瞄準(zhǔn)標(biāo)尺。

1）調(diào)節(jié)視度。使望遠(yuǎn)鏡對(duì)著亮處，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)目鏡，這時(shí)分劃板變得模糊，然后慢慢順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使分劃板變得清晰可見(jiàn)時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

2）用光學(xué)粗瞄準(zhǔn)器粗略地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。瞄準(zhǔn)時(shí)用雙眼同時(shí)觀測(cè)，一只眼睛注視瞄準(zhǔn)口內(nèi)的十字絲，一只眼睛注視目標(biāo)，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡，使十字絲和目標(biāo)重合。

3）調(diào)焦后，用望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。擰緊制動(dòng)手輪，轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦手輪，使目標(biāo)清晰地成像在分劃板上。這時(shí)眼睛作上、下、左、右的移動(dòng)，目標(biāo)像與分劃板刻線應(yīng)無(wú)任何相對(duì)位移，即無(wú)視差存在。然后轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)手輪，使望遠(yuǎn)鏡精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)。

此時(shí)，警告指示窗應(yīng)全部呈綠色，方可進(jìn)行標(biāo)尺讀數(shù)。

4.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的注意事項(xiàng)

1）儀器安置在三腳架上時(shí)，必須用中心螺旋手把將儀器固緊，三腳架應(yīng)安放穩(wěn)固。

2）儀器在工作時(shí)，應(yīng)盡量避免陽(yáng)光直接照射。

3）若儀器長(zhǎng)期未經(jīng)使用，在測(cè)量前應(yīng)檢查一下補(bǔ)償器是否失靈，可轉(zhuǎn)動(dòng)腳螺旋，如警告指示窗兩端能分別出現(xiàn)紅色，反轉(zhuǎn)腳螺旋時(shí)窗口內(nèi)紅色能夠消除并出現(xiàn)綠色，說(shuō)明補(bǔ)償器擺動(dòng)靈活，阻尼器無(wú)卡死，可進(jìn)行測(cè)量。

4）觀測(cè)過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意望遠(yuǎn)鏡視場(chǎng)中的警告顏色，小窗中呈綠色時(shí)表明自動(dòng)補(bǔ)償器處于補(bǔ)償工作范圍內(nèi)，可以進(jìn)行測(cè)量。任意一端出現(xiàn)紅色時(shí)都應(yīng)重新安平儀器后再進(jìn)行觀測(cè)。

5）測(cè)量結(jié)束后，用軟毛刷拂去儀器上的灰塵，望遠(yuǎn)鏡的光學(xué)零件表面不得用手或硬物直接觸碰，以防油污或擦傷。

6）儀器使用過(guò)后應(yīng)放入儀器箱內(nèi)，并保存在干燥通風(fēng)的房間內(nèi)。

7）儀器在長(zhǎng)途運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)使用外包裝箱，并應(yīng)采取防震防潮措施。

5.自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀與微傾式水準(zhǔn)儀的區(qū)別

1）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的機(jī)械部分采用了摩擦制動(dòng)（無(wú)制動(dòng)螺旋）控制望遠(yuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)。

2）自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的在望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)中裝有一個(gè)自動(dòng)補(bǔ)償器代替了管水準(zhǔn)器，起到了自動(dòng)安平的作用。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量?jī)A斜時(shí)，補(bǔ)償器在重力作用下對(duì)望遠(yuǎn)鏡作相對(duì)移動(dòng)，從而能自動(dòng)而迅速地獲得視線水平時(shí)的標(biāo)尺讀數(shù)。

自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀由于沒(méi)有制動(dòng)螺旋、管水準(zhǔn)器和微傾螺旋，在觀測(cè)時(shí)候，在儀器粗略整平后，即可直接在水準(zhǔn)尺上進(jìn)行讀數(shù)，因此自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的優(yōu)點(diǎn)是省略了“精平”過(guò)程，從而大大加快了測(cè)量速度。