水平儀的裝置和工作原理

水平儀是一種設備，旨在確定彼此相距一定距離的兩點的高度差（差）。有許多類型的調平設備，但它們都歸結為解決視覺確定這種差異或使用各種設備（例如數字設備）讀取它的問題。

要準確了解調平的執行方式以及該設備的哪些品種最適合某些任務，有必要清楚地了解關卡的總體設計。

用於地形大地測量和建築的水平儀分為幾大類。 這些是傳統的光學設備，以及使用電子技術和激光輻射的更現代的設備。 他們都有不同的設備。按順序考慮這些類別中的每一個的基本原則和特徵。

在其他人之前，出現了一種光學式調平裝置。所有此類設備的結構都包括一個帶有目鏡和鏡頭的瞄準鏡，這些鏡頭提供了所需次數的近似值。以前，所有光學水平儀都需要手動瞄準興趣點並使用各種螺釘聚焦 - 提升、指向和提升。為了將望遠鏡準確地帶到地平線，在其上安裝了一個圓柱形水平儀。

為了進行測量，水準儀的一個重要組成部分是測量軌。 此外，所有型號的光學水平儀都配備了用於測量距離的燈絲測距儀，有些配備了水平臂，可讓您測量水平面上的角度。

這種設備的操作原理非常簡單。水平儀安裝在平坦區域，借助螺釘將望遠鏡置於水平位置。地面上的兩個點——初始點和測量點——應通過目鏡清晰可見。 首先將測量人員設置到起點，沿著水平螺紋的網格獲取讀數 （更準確地說，沿著這個網格的中間線）。然後將工作人員轉移到測量點，再次讀取讀數。它們之間的差異是期望值。

現代大地測量學和建築中使用的大多數水平儀與上述水平有些不同。例如，大多數型號都配備了補償器。補償器是一種設計用於沿地平線自動調平儀器的設備。使用補償器使測量更準確、更容易。

此外，還有一類數字水平儀不需要目測測量人員的高度（此功能由數字讀數設備執行）。它們具有顯著的優勢，被廣泛用作專業測量儀器。

電子水準儀無可置疑的優勢包括自動化和測量穩定性。 數字閱讀設備在任何情況下都更加可靠和準確，因為它的工作不依賴於人為因素，並且更少依賴於能見度條件。

數字水平儀主要組件的方案與光學水平儀的不同之處在於存在讀取裝置和顯示讀數的屏幕以及特殊的測量桿。該導軌具有獨特的條形碼。 讀取設備可以根據水平管所指向的這些代碼中的任何一個準確確定高度。 將顯示高度值。

一鍵啟動讀數，各種型號的數顯水平儀具有數值保存和導出功能。

由於該設備用於現場，其設計始終包括一個外殼，具有更高的防塵和防潮保護。 望遠鏡裝置與光學儀器的設計幾乎沒有什麼不同；它還有放大倍數為 20 到 50 倍的透鏡。放大倍數越高，設備越精確。

電子儀器也可能具有測量水平角的功能。

帶有激光發射器的設備被分配在一個單獨的類別中。這樣的關卡是按原始方式排列的，沒有發現範圍。由於激光，已對測量點進行視覺聚焦，激光投射到清晰可見的光線中（在某些情況下，投射到一個點）。

激光的範圍有限，這是此類設備的主要缺點。 但它們便於用於家庭和建築用途。具有小作用半徑的激光模型價格便宜，它們在建築工作、標記、安裝各種結構和家具時在室內使用。

對於開放區域的工作，還生產特殊級別的激光水平儀，可以將光線投射到更遠的點。 它們通常與特殊的激光輻射探測器結合使用，並已成功用於最遠 500 m 的距離。

這種類型的設備包括一個 LED（一個或多個）和一個將 LED 的輻射投射到平面中的光學系統。

獲取儀器讀數之前是一個聚焦程序。 為了聚焦，使用了一個特殊的元件 - 一個機架，它旋轉以指向聚焦透鏡。 當獲得足夠清晰的測量人員圖像時，還需要獲得清晰的線網格圖像。

高度將由該網格的中間線確定。為了清楚起見，您需要將目鏡膝蓋旋轉到所需位置。

在經典設計的光學水平儀中，您可以通過望遠鏡看到一個圓柱形水平儀的小瓶安瓿。 以氣泡為中心，通過旋轉絲槓將管道置於水平位置。

如果用補償器解決調平問題，則望遠鏡上不需要圓柱水平儀，但儀器主體上有安裝水平儀。有了它，您必須將設備放在支架上，用螺絲調整其位置，然後才能對焦。

該設備的其他附件包括三腳架和測量導軌。

三腳架由輕合金或鋁製成，用於將設備設置在正確的位置和正確的高度。 選擇三腳架時，應注意其最大高度、緊固度（必須符合人體工程學並將設備牢固地固定在所需位置）以及強度和重量。

瑞克值得密切關注。它應該有足夠的長度（生產不同尺寸的導軌）並且具有從遠距離在水平儀的目鏡中清晰可見的值刻度。

所有型號的量軌都標有字母 RN 和字母名稱後面的數字。例如，RN 3-2500 表示：精度為 3 毫米，長 2500 毫米的水平尺。

有些導軌採用折疊伸縮式設計，並標有字母“C”。

選擇調平尺時，從長度範圍為 1 到 5 m 的事實出發，測量精度取決於製作鋼軌的材料。因瓦合金是一種特殊合金，在溫度下膨脹很小。

該級別的設備和操作原理根據其類型而有所不同。光學和數字設備的視軸位於望遠鏡上，必須將其設置在所需的方向和地平線上。為此，使用了光學系統和參考數字設備以及諸如補償器之類的自動化元件。

使用帶有補償器的數字電平和模型比使用經典儀器更容易。 同時，數字設備需要電源、防塵和防潮保護，而且成本也更高。一個單獨的類型是激光水平儀。

您可以在下面的視頻中了解如何使用關卡。