关于经纬仪与水准仪检定及维修的探析

吕银

摘要：水准仪是借助仪器的水平视准线作为基础进行高差测量的光学仪器。他广泛用于工程测量，大地水准测量，地震形变测量，各种工程水准测量与大型精密机械安装等领域中。仪器在出厂是都按规定，进行零部件及整体检验，保证仪器精度。但是，由于仪器经过长途运输，震动及在野外工作时，受到风沙，高温，低温，潮湿，霜雾等自然条件的影响和侵袭，加之使用和维护不当等原因，仪器的一些零件可能松动，损伤，生锈，错位等等，直接会影响仪器在正常作业时发生故障，因此水准仪在进行检定前必须对故障进行修理才可以检定，掌握水准仪与经纬仪的故障修理技术是非常必要的。

关键词：经纬仪；水准仪；检定；维修

一、经纬仪的检定与维修

（1）经纬仪作为一种精密的测量仪器在天文，大地，矿山，森林，建筑，水利，道路，桥梁，大型机械的制造与安装等测量中得到了广泛的应用。

光学经纬仪竖盘指标差原因分析与调整，光学经纬仪竖盘指标差，即平分竖直度盘的偏差。对于带有竖盘自动补偿器的光学经纬仪，一般是通过调整竖盘光路中平板的倾斜角度，自动补偿器摆动体摆动重心的平衡位置以及平移十字丝分划板上下位置的方法，来改正此差值。对于竖直度盘有符合水准器的光学经纬仪，需调整符合水准器的符合位置。

重视经纬仪安装整平，这是做好经纬仪检校的前提，有时遇到水准器轴与竖轴垂直度、照准部旋转正确性超差时调整花费的时间可能会更多一些。如果整平不细致或将就过关将会影响后面许多指标检测不准如果是用多齿分度台检定，应注意调整经纬仪与多齿分度台的同轴度。如果经纬仪与多齿分度台不同轴将直接影响一测回水平方向标准偏差。仪器整平后即可进行水准器轴与竖轴垂直度和照准部旋转正确性检定。

（2）经纬仪自动补偿系统故障维修。常见故障，阻尼活塞变位，碰檫阻尼盒，不能摆动，阻尼盒变位，阻尼变位后与阻尼活塞相碰卡住活塞造成停摆。吊丝折断，当仪器用完后，补偿器锁紧机构忘记关闭，在运输途中遇到猛烈冲击或仪器摔下时吊丝折断，造成停摆。当仪器整平后补偿器摆体向一个方向偏摆摆动不对称。吊丝跑动或拉伸，造成四根吊丝长度不等，松紧不一，导致停摆或偏摆。

维修方法，经纬仪自动补偿器阻尼活塞变位，阻尼盒变位或偏摆故障较容易维修，只要调整阻尼活塞角度或适当调整阻尼杆上的螺丝即可，若是出现吊丝折断，吊丝跑动等故障与仪器补偿器吊丝有关，维修时应该将一个补偿器用四根长度一样的吊丝装在活动架和固定架上，这一工作要求在专用的维修胎具上进行，准确度要求非常高，架體安装吊丝的上下平面严格控制在一个平面上，形成活结四边形结构，这样才能保证放大倍数的准确性和补偿准确度。

二、水准仪检定维修

（1）水准仪的检定，水准仪必须要在使用之前进行检定，这样才可以避免出现误差超值情况。圆水准器的检定，先找到一块3平方米大小的空地，地面一定要平坦而坚硬，将水准仪架好，粗平水准后，将制动螺旋松开，讲仪器绕其竖轴和圆水准器轴均处在竖直的位置，两轴平行，不需要进行校正，如果在螺旋气泡后没有在居中，就表明器数轴和圆水准器轴二者不平行需要进行校正。

（2）视准轴的检定，于平坦空旷的地方选定相距70米左右的两个点a或b，用木桩插入地面进行标示，让水准仪位于a点和b点之间，仪器要大致与两点中间，然后将后视点a的读数a 正确读出，再将前视点b的读数B读出.

水准仪检定装置是一种为检定水准仪提供水平标准视线和准直标准视线的检定装置。它主要由水平平行光管、准直准线管、微倾与位移工作台、相关测微机构组成。可检定水准仪的i角误差、望远镜的调焦运行误差、安平误差、视轴交叉误差、自动安平补偿误差及补偿工作范围等项目。按其精度与性能可分为三个等级：由高到低分别是用于检定最高精度DS05、DSZ05级水准仪，高精度DS1、DSZ1级水准仪和普通精度DS3、DSZ3级水准仪。它所要求作为标准器的平行光管，其焦距f分别为f≥1000 mm、f≥500 mm、f≥500mm，其水平准线偏差分别为≤2″，≤3″，≤4″。作为准直标准的准线管，其准直线误差分别为≤0.2 mm，≤0.2mm，≤0.3 mm。

水准仪检定装置的型式主要可以列举三类，分别是以水准仪检定规程中所例：由可相互独立的水平标准平行光管与准直标准准线管组成；以武汉地震研究所JSJ精密水准仪检定仪为例：由水平标准平行光管与准直标准准线管合为一体组成；以九江中国船舶总公司第6354所JQJY高精度经纬仪水准仪检定仪为例：由多齿台与可相对水平定位的平行光管，及分立与平行光管的准直标准准线管组成。

水准仪检定装置中对水准仪调焦运行误差的检定是以检定装置中准线管为准直标准，通过准线管的调整螺钉与升降水准仪工作台，将准线管远近两处目标与被检水准仪调焦位置校至重合，由准线管测微器测出被检仪器调焦运行误差。以武汉地研所JSJ精密水准仪检定仪为例：将被检仪器安置在四维工作台上，升降工作台使望远镜与自平准线光管大致等高，正平水准仪。瞄准光管的无穷远目标使横丝重合，微量不重合时可旋转平板测微器使之重合。按规程要求分别照准5、10、20、30、50m处目标，用主光管物镜前的平板测微器读出铅锤方向位移量（mm），从而得出被检水准仪调焦运行误差。

（3）水准仪维修，调焦螺旋部分，第一调焦螺旋转动过紧或有响声。原因是螺旋缺油或调焦齿轮沾有沙灰或是齿合太紧，只要将调焦手轮拆下来清洗干净，并涂上适当的油脂即可，调焦螺旋过松或晃动，原因是调焦齿轮与齿条之间磨损较大或齿合太松，可将调焦手轮拆下，用汽油将齿轮，齿条清洗干净，涂上浓度大的脂，复装时，不要使齿轮，齿条齿合太松即可消除故障。

脚架螺丝杆弯曲的修理，先找到弯曲一面给弯曲两端垫上一块硬木，再用条形木垫到弯曲的中央，用榔头敲击条形木上端，直到弯曲伸直即可。

经纬仪与水准仪是精密的光学仪器，在使用前需要对其进行检定在出现故障，修理人员应先了解故障部位，现象及产生原因和经过，并对仪器的各个部位进行全面的体验，以掌握仪器的完损情况。

参考文献

1.苏定强等.中国2.16m望远镜的主光路系统[J].中国科学（A辑），1989，11：1187～1196.

2.李德培.天文光学望远镜的调校与检验[J].光学技术，1998，24（3）：26～30.

3.李润方.齿轮传动的刚度分析和修形方法[M].重庆：重庆大学出版社， 1998：262-265.

（作者单位：新疆巴州计量检定所）