微傾水(shui)準儀原理

借助(zhu)于(yu)微(wei)傾(qing)螺旋獲(huo)得水(shui)(shui)(shui)平(ping)視(shi)線(xian)的(de)(de)一(yi)種常用水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)。作業(ye)時先用圓水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)將儀(yi)(yi)器(qi)粗(cu)略整平(ping)，每次讀(du)數前(qian)再借助(zhu)微(wei)傾(qing)螺旋，使符(fu)合(he)(he)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)在豎直(zhi)面(mian)內俯仰，直(zhi)到符(fu)合(he)(he)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)氣泡精(jing)確居中，使視(shi)線(xian)水(shui)(shui)(shui)平(ping)。微(wei)傾(qing)的(de)(de)精(jing)密水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)同普通水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)比(bi)較，前(qian)者管(guan)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)的(de)(de)分劃值小、靈敏度(du)高，望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)的(de)(de)放大倍率大，明亮度(du)強，儀(yi)(yi)器(qi)結構堅固，特(te)別是望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)與管(guan)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)之間的(de)(de)聯接牢固，裝有光(guang)學(xue)測(ce)微(wei)器(qi)，并配(pei)有精(jing)密水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)標尺，以提高讀(du)數精(jing)度(du)。中國(guo)生產(chan)的(de)(de)微(wei)傾(qing)式精(jing)密水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)(yi)，其望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)放大倍率為(wei)40倍，管(guan)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)分劃值為(wei)10″/2毫米(mi)，光(guang)學(xue)測(ce)微(wei)器(qi)最小讀(du)數為(wei)0.05毫米(mi)，望遠(yuan)(yuan)鏡(jing)(jing)照準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)部分、管(guan)水(shui)(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)器(qi)和光(guang)學(xue)測(ce)微(wei)器(qi)都共同安(an)裝在防熱罩內。

自動安平水準儀原理

借助自動(dong)安(an)平(ping)(ping)補償(chang)器(qi)(qi)獲得(de)水(shui)(shui)平(ping)(ping)視(shi)線(xian)(xian)。當(dang)望遠(yuan)鏡視(shi)線(xian)(xian)有微(wei)量(liang)傾(qing)斜時(shi)，補償(chang)器(qi)(qi)在(zai)重力作(zuo)用(yong)下對(dui)望遠(yuan)鏡作(zuo)相(xiang)對(dui)移動(dong)，從而迅速獲得(de)視(shi)線(xian)(xian)水(shui)(shui)平(ping)(ping)時(shi)的標尺(chi)讀數。補償(chang)的基本(ben)原(yuan)理(li)是(shi)：當(dang)望遠(yuan)鏡視(shi)線(xian)(xian)水(shui)(shui)平(ping)(ping)時(shi)，與(yu)物(wu)(wu)鏡主點(dian)(dian)(dian)同高(gao)的水(shui)(shui)準標尺(chi)上(shang)物(wu)(wu)點(dian)(dian)(dian)P構成(cheng)的像(xiang)點(dian)(dian)(dian)Z0應落在(zai)十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)(dian)Z上(shang)。當(dang)望遠(yuan)鏡對(dui)水(shui)(shui)平(ping)(ping)線(xian)(xian)傾(qing)斜一(yi)小(xiao)角(jiao)α后，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)(dian)Z向上(shang)移動(dong)，但像(xiang)點(dian)(dian)(dian)Z0仍在(zai)原(yuan)處，這(zhe)樣即產生一(yi)讀數差Z0Z。當(dang)很(hen)小(xiao)時(shi)可(ke)(ke)以(yi)認為(wei)(wei)Z0Z的間距(ju)為(wei)(wei)α×f′（f′為(wei)(wei)物(wu)(wu)鏡焦距(ju)），這(zhe)時(shi)可(ke)(ke)在(zai)光(guang)路中K點(dian)(dian)(dian)裝一(yi)補償(chang)器(qi)(qi)，使光(guang)線(xian)(xian)產生屈折角(jiao)β，在(zai)滿足α×f′=β×S0（S0為(wei)(wei)補償(chang)器(qi)(qi)至十(shi)字(zi)絲中心的距(ju)離，即KZ）的條件下，像(xiang)Z0就落在(zai)Z點(dian)(dian)(dian)上(shang)；或(huo)使十(shi)字(zi)絲自動(dong)對(dui)儀(yi)器(qi)(qi)作(zuo)反方向擺動(dong)，十(shi)字(zi)絲交點(dian)(dian)(dian)Z落在(zai)Z0點(dian)(dian)(dian)上(shang)。這(zhe)種(zhong)儀(yi)器(qi)(qi)較微(wei)傾(qing)水(shui)(shui)準儀(yi)工(gong)效(xiao)高(gao)、精度穩定。

激光水準儀原理

利(li)用激光(guang)束代替(ti)人工讀數的一種水(shui)準(zhun)儀。將激光(guang)器發出的激光(guang)束導(dao)入(ru)望遠鏡筒內，使其沿視準(zhun)軸(zhou)方向射出水(shui)平激光(guang)束。

利用激光(guang)的(de)單(dan)色性和(he)相干性，可在(zai)望遠鏡(jing)物(wu)鏡(jing)前(qian)裝配一塊具有一定遮光(guang)圖案(an)的(de)玻璃片(pian)或金屬片(pian)，即(ji)波帶板，使之所生衍射干涉。經過(guo)望遠鏡(jing)調焦(jiao)，在(zai)波帶板的(de)調焦(jiao)范圍內(nei)，獲得一明亮而(er)精(jing)細的(de)十字型或圓形(xing)的(de)激光(guang)光(guang)斑(ban)，從(cong)而(er)更精(jing)確地照準(zhun)(zhun)目標。如在(zai)前(qian)、后水準(zhun)(zhun)標尺(chi)上配備(bei)能(neng)自(zi)動跟蹤的(de)光(guang)電接收(shou)靶，即(ji)可進(jin)行水準(zhun)(zhun)測量。在(zai)施(shi)工測量和(he)大型構件裝配中，常用激光(guang)水準(zhun)(zhun)儀(yi)建立(li)水平(ping)面或水平(ping)線。

電子水準儀原理

電子(zi)(zi)(zi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)又(you)稱(cheng)數(shu)字(zi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)，它是(shi)在(zai)(zai)自(zi)(zi)動安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)的基礎上(shang)(shang)發(fa)展起來的。它采用(yong)條碼(ma)(ma)(ma)標(biao)尺(chi)，各廠(chang)家標(biao)尺(chi)編碼(ma)(ma)(ma)的條碼(ma)(ma)(ma)圖(tu)案(an)不(bu)相(xiang)同，不(bu)能互換使用(yong)。2013年前(qian)照準(zhun)(zhun)(zhun)標(biao)尺(chi)和調(diao)焦仍需目視進行。人工(gong)完成(cheng)照準(zhun)(zhun)(zhun)和調(diao)焦之后(hou)，標(biao)尺(chi)條碼(ma)(ma)(ma)一方面被(bei)(bei)成(cheng)象(xiang)在(zai)(zai)望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)分化板上(shang)(shang)，供目視觀測，另一方面通過望(wang)遠(yuan)鏡(jing)(jing)的分光鏡(jing)(jing)，標(biao)尺(chi)條碼(ma)(ma)(ma)又(you)被(bei)(bei)成(cheng)象(xiang)在(zai)(zai)光電傳(chuan)感(gan)器(qi)（又(you)稱(cheng)探測器(qi)）上(shang)(shang)，即線(xian)陣(zhen)CCD器(qi)件上(shang)(shang)，供電子(zi)(zi)(zi)讀數(shu)。因(yin)此，如(ru)果使用(yong)傳(chuan)統水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)標(biao)尺(chi)，電子(zi)(zi)(zi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)又(you)可以象(xiang)普通自(zi)(zi)動安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)一樣(yang)使用(yong)。不(bu)過這時的測量精度低(di)于(yu)電子(zi)(zi)(zi)測量的精度。特別是(shi)精密電子(zi)(zi)(zi)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)，由于(yu)沒有光學測微器(qi)，當成(cheng)普通自(zi)(zi)動安平(ping)水(shui)(shui)準(zhun)(zhun)(zhun)儀(yi)使用(yong)時，其精度更低(di)。

當前電子水準儀(yi)采用了原理上相差較大的三種自動電子讀數方法：相關法（徠卡NA3002/3003）、幾何法（蔡司DiNi10/20）、相位(wei)法（拓普康DL101C/102C）。