水平仪的装置和工作原理

水平仪是一种设备，旨在确定彼此相距一定距离的两点的高度差（差）。有许多类型的调平设备，但它们都归结为解决视觉确定这种差异或使用各种设备（例如数字设备）读取它的问题。

要准确了解调平的执行方式以及该设备的哪些品种最适合某些任务，有必要清楚地了解关卡的总体设计。

用于地形大地测量和建筑的水平仪分为几大类。 这些是传统的光学设备，以及使用电子技术和激光辐射的更现代的设备。 他们都有不同的设备。按顺序考虑这些类别中的每一个的基本原则和特征。

在其他人之前，出现了一种光学式调平装置。所有此类设备的结构都包括一个带有目镜和镜头的瞄准镜，可提供所需次数的近似值。以前，所有光学水平仪都需要手动瞄准兴趣点并使用各种螺钉聚焦 - 提升、指向和提升。为了将望远镜准确地带到地平线，在其上安装了一个圆柱形水平仪。

为了进行测量，水准仪的一个重要组成部分是测量轨。 此外，所有型号的光学水平仪都配备了用于测量距离的灯丝测距仪，有些还配备了水平臂，可让您测量水平面上的角度。

这种设备的操作原理非常简单。水平仪安装在平坦区域，借助螺钉将望远镜置于水平位置。地面上的两个点——初始点和测量点——应通过目镜清晰可见。 首先将测量人员设置到起点，沿着水平螺纹的网格获取读数 （更准确地说，沿着这个网格的中间线）。然后将工作人员转移到测量点，再次读取读数。它们之间的差异是期望值。

现代大地测量学和建筑​​中使用的大多数水平仪与上述水平有些不同。例如，大多数型号都配备了补偿器。补偿器是一种设计用于沿地平线自动调平仪器的设备。使用补偿器使测量更准确、更容易。

此外，还有一类数字水平仪不需要目测测量人员的高度（此功能由数字读数设备执行）。它们具有显着的优势，被广泛用作专业测量仪器。

电子水准仪无可置疑的优势包括自动化和测量稳定性。 数字阅读设备在任何情况下都更加可靠和准确，因为它的工作不依赖于人为因素，并且更少依赖于能见度条件。

数字水平仪主要组件的方案与光学水平仪的不同之处在于存在读取装置和显示读数的屏幕以及特殊的测量杆。该导轨具有独特的条形码。 读取设备可以根据水平管所指向的这些代码中的任何一个准确确定高度。 将显示高度值。

一键启动读数，各种型号的数显水平仪具有数值保存和导出功能。

由于该设备用于现场，其设计始终包括一个外壳，具有更高的防尘和防潮保护。 望远镜装置与光学仪器的设计几乎没有什么不同；它还有放大倍数为 20 到 50 倍的透镜。放大倍数越高，设备越精确。

电子仪器也可能具有测量水平角的功能。

带有激光发射器的设备被分配在一个单独的类别中。这样的关卡是按原始方式排列的，没有发现范围。由于激光，已对测量点进行视觉聚焦，激光投射到清晰可见的光线中（在某些情况下，投射到一个点）。

激光的范围有限，这是此类设备的主要缺点。 但它们便于用于家庭和建筑用途。具有小作用半径的激光模型价格便宜，它们在建筑工作、标记、安装各种结构和家具时在室内使用。

对于开放区域的工作，还生产特殊级别的激光水平仪，可以将光线投射到更远的点。 它们通常与特殊的激光辐射探测器结合使用，并已成功用于最远 500 m 的距离。

这种类型的设备包括一个 LED（一个或多个）和一个将 LED 的辐射投射到平面中的光学系统。

获取仪器读数之前是一个聚焦程序。 为了聚焦，使用了一个特殊的元件 - 一个机架，它旋转以指向聚焦透镜。 当获得足够清晰的测量人员图像时，还需要获得清晰的线网格图像。

高度将由该网格的中间线确定。为了清楚起见，您需要将目镜膝盖旋转到所需位置。

在经典设计的光学水平仪中，您可以通过望远镜看到一个圆柱形水平仪的小瓶安瓿。 以气泡为中心，通过旋转丝杠将管道置于水平位置。

如果用补偿器解决水平仪问题，望远镜上就不需要圆柱水平仪，但仪器主体上有安装水平仪。有了它，您必须将设备放在支架上，用螺丝调整其位置，然后才能对焦。

该设备的其他附件包括三脚架和测量导轨。

三脚架由轻合金或铝制成，用于将设备设置在正确的位置和正确的高度。 选择三脚架时，应注意其最大高度、紧固度（必须符合人体工程学并将设备牢固地固定在所需位置）以及强度和重量。

瑞克值得密切关注。它应该有足够的长度（生产不同尺寸的导轨）并且具有从远距离在水平仪的目镜中清晰可见的值刻度。

所有型号的量轨都标有字母 RN 和字母名称后面的数字。例如，RN 3-2500 表示：精度为 3 毫米，长 2500 毫米的水平尺。

有些导轨采用折叠伸缩式设计，并标有字母“C”。

选择校平尺时，从长度范围为 1 到 5 m 的事实出发，测量精度取决于制作钢轨的材料。因瓦合金是一种特殊合金，在温度下膨胀很小。

该级别的设备和操作原理根据其类型而有所不同。光学和数字设备的视轴位于望远镜上，必须将其设置在所需的方向和地平线上。为此，使用了光学系统和参考数字设备以及诸如补偿器之类的自动化元件。

使用带有补偿器的数字电平和模型比使用经典仪器更容易。 同时，数字设备需要电源、防尘和防潮保护，而且成本也更高。一个单独的类型是激光水平仪。

您可以在下面的视频中了解如何使用关卡。