微(wei)傾水準(zhun)儀原理

借助于微傾(qing)螺旋獲(huo)得水(shui)(shui)平視(shi)線的(de)一種(zhong)常用水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀。作(zuo)業(ye)時先用圓水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)將儀器(qi)(qi)粗略整平，每(mei)次讀(du)數前再借助微傾(qing)螺旋，使(shi)符(fu)合水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)在豎直面內俯仰，直到(dao)符(fu)合水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)氣(qi)泡(pao)精(jing)(jing)確居中，使(shi)視(shi)線水(shui)(shui)平。微傾(qing)的(de)精(jing)(jing)密(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀同(tong)普通(tong)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀比較，前者管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)的(de)分劃(hua)值(zhi)小(xiao)、靈敏度(du)高，望(wang)遠(yuan)鏡(jing)的(de)放大(da)(da)倍(bei)率(lv)大(da)(da)，明亮度(du)強，儀器(qi)(qi)結構(gou)堅固，特別(bie)是望(wang)遠(yuan)鏡(jing)與管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)之間(jian)的(de)聯(lian)接牢固，裝(zhuang)(zhuang)有光(guang)(guang)學測(ce)微器(qi)(qi)，并配有精(jing)(jing)密(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)標尺，以提高讀(du)數精(jing)(jing)度(du)。中國生產的(de)微傾(qing)式精(jing)(jing)密(mi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀，其望(wang)遠(yuan)鏡(jing)放大(da)(da)倍(bei)率(lv)為40倍(bei)，管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)分劃(hua)值(zhi)為10″/2毫米，光(guang)(guang)學測(ce)微器(qi)(qi)最小(xiao)讀(du)數為0.05毫米，望(wang)遠(yuan)鏡(jing)照(zhao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)部分、管水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)(qi)和光(guang)(guang)學測(ce)微器(qi)(qi)都共(gong)同(tong)安裝(zhuang)(zhuang)在防熱罩內。

自動安平水準儀原理

借(jie)助自動(dong)安平(ping)(ping)補償(chang)(chang)器獲(huo)得水(shui)(shui)平(ping)(ping)視(shi)線(xian)(xian)。當望遠鏡(jing)視(shi)線(xian)(xian)有微量傾斜時(shi)，補償(chang)(chang)器在(zai)(zai)重力作(zuo)(zuo)用下(xia)對望遠鏡(jing)作(zuo)(zuo)相對移(yi)動(dong)，從(cong)而迅速獲(huo)得視(shi)線(xian)(xian)水(shui)(shui)平(ping)(ping)時(shi)的(de)(de)標尺讀(du)數(shu)。補償(chang)(chang)的(de)(de)基本(ben)原理(li)是(shi)：當望遠鏡(jing)視(shi)線(xian)(xian)水(shui)(shui)平(ping)(ping)時(shi)，與(yu)物(wu)鏡(jing)主點(dian)(dian)同高的(de)(de)水(shui)(shui)準標尺上(shang)物(wu)點(dian)(dian)P構(gou)成的(de)(de)像(xiang)(xiang)點(dian)(dian)Z0應落在(zai)(zai)十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z上(shang)。當望遠鏡(jing)對水(shui)(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)傾斜一小(xiao)角α后，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z向(xiang)上(shang)移(yi)動(dong)，但(dan)像(xiang)(xiang)點(dian)(dian)Z0仍在(zai)(zai)原處，這樣(yang)即產(chan)生一讀(du)數(shu)差Z0Z。當很小(xiao)時(shi)可以認(ren)為(wei)Z0Z的(de)(de)間距(ju)為(wei)α×f′（f′為(wei)物(wu)鏡(jing)焦距(ju)），這時(shi)可在(zai)(zai)光路中(zhong)(zhong)K點(dian)(dian)裝一補償(chang)(chang)器，使光線(xian)(xian)產(chan)生屈折角β，在(zai)(zai)滿足α×f′=β×S0（S0為(wei)補償(chang)(chang)器至十(shi)字(zi)絲中(zhong)(zhong)心的(de)(de)距(ju)離，即KZ）的(de)(de)條件下(xia)，像(xiang)(xiang)Z0就落在(zai)(zai)Z點(dian)(dian)上(shang)；或使十(shi)字(zi)絲自動(dong)對儀(yi)器作(zuo)(zuo)反方向(xiang)擺動(dong)，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)Z落在(zai)(zai)Z0點(dian)(dian)上(shang)。這種(zhong)儀(yi)器較微傾水(shui)(shui)準儀(yi)工效高、精(jing)度穩定。

激光水準儀原理

利(li)用(yong)激光束(shu)代替(ti)人工(gong)讀數的一種水(shui)準儀。將激光器發出的激光束(shu)導入望遠(yuan)鏡筒內，使其沿視準軸方(fang)向(xiang)射(she)出水(shui)平(ping)激光束(shu)。

利用(yong)激光的(de)單色性和(he)相干性，可在(zai)望遠(yuan)鏡物鏡前裝配一(yi)塊具有一(yi)定遮光圖案的(de)玻璃片(pian)或金屬(shu)片(pian)，即(ji)波(bo)帶板，使之所生衍射(she)干涉。經過(guo)望遠(yuan)鏡調焦，在(zai)波(bo)帶板的(de)調焦范圍(wei)內，獲得一(yi)明亮而(er)精(jing)細的(de)十字型或圓形(xing)的(de)激光光斑，從而(er)更精(jing)確(que)地(di)照準(zhun)目(mu)標。如在(zai)前、后水(shui)(shui)準(zhun)標尺(chi)上配備能自(zi)動(dong)跟蹤的(de)光電接收靶，即(ji)可進行水(shui)(shui)準(zhun)測(ce)量。在(zai)施工測(ce)量和(he)大型構件裝配中，常用(yong)激光水(shui)(shui)準(zhun)儀建立水(shui)(shui)平(ping)面或水(shui)(shui)平(ping)線(xian)。

電子水準儀原理

電(dian)(dian)子水準(zhun)(zhun)儀又(you)(you)稱(cheng)數(shu)(shu)字(zi)水準(zhun)(zhun)儀，它(ta)是在自(zi)動安平水準(zhun)(zhun)儀的(de)(de)基礎上(shang)發(fa)展起(qi)來的(de)(de)。它(ta)采用條(tiao)碼標(biao)(biao)(biao)尺(chi)，各廠(chang)家標(biao)(biao)(biao)尺(chi)編碼的(de)(de)條(tiao)碼圖案不(bu)相同(tong)，不(bu)能互換使(shi)用。2013年前照(zhao)(zhao)準(zhun)(zhun)標(biao)(biao)(biao)尺(chi)和調焦仍需目(mu)視(shi)進行。人工完成(cheng)照(zhao)(zhao)準(zhun)(zhun)和調焦之(zhi)后，標(biao)(biao)(biao)尺(chi)條(tiao)碼一方面被(bei)成(cheng)象(xiang)在望(wang)遠(yuan)鏡分化板上(shang)，供目(mu)視(shi)觀測(ce)(ce)(ce)，另一方面通過(guo)望(wang)遠(yuan)鏡的(de)(de)分光鏡，標(biao)(biao)(biao)尺(chi)條(tiao)碼又(you)(you)被(bei)成(cheng)象(xiang)在光電(dian)(dian)傳(chuan)感(gan)器(qi)（又(you)(you)稱(cheng)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)）上(shang)，即線陣CCD器(qi)件上(shang)，供電(dian)(dian)子讀數(shu)(shu)。因此，如果使(shi)用傳(chuan)統(tong)水準(zhun)(zhun)標(biao)(biao)(biao)尺(chi)，電(dian)(dian)子水準(zhun)(zhun)儀又(you)(you)可以象(xiang)普通自(zi)動安平水準(zhun)(zhun)儀一樣使(shi)用。不(bu)過(guo)這時(shi)的(de)(de)測(ce)(ce)(ce)量精(jing)度(du)低于(yu)電(dian)(dian)子測(ce)(ce)(ce)量的(de)(de)精(jing)度(du)。特別是精(jing)密電(dian)(dian)子水準(zhun)(zhun)儀，由于(yu)沒有光學測(ce)(ce)(ce)微器(qi)，當成(cheng)普通自(zi)動安平水準(zhun)(zhun)儀使(shi)用時(shi)，其(qi)精(jing)度(du)更低。

當前電子水準儀采用了原理上相(xiang)差較大的三種自動(dong)電子讀數方法：相(xiang)關法（徠卡NA3002/3003）、幾何法（蔡司DiNi10/20）、相(xiang)位法（拓普康DL101C/102C）。