测量仪器与检修复习思考题及答案

1、测量仪器与检修复习思考题第一章1、利用下图说明单平面反射镜、两块相互平行的平面反射镜和按一定角度组成的角反射镜的光学特性。 答：单平面反射镜的特性：当保持入射光线不变的前提下，反射面若转动角，则反射光线就会转动2角。两块相互平行的平面反射镜的特性：反射光线方向不变，上下移动一断距离。如果两块平面反射镜同时转动一个角度，反射光线方向仍不变，但平移距离要随平面反射镜转动的方向和大小而改变。按一定角度组成的角反射镜的特性：由两块平面反射镜按一定角度组成，入射光线和反射光线之间的夹角等于2，即光线改变2倍的两平面镜夹角。2、为什么测量仪器中常采用全反射镜？答：全反射现象就是光量100%的反射，而平面反

2、射镜光量有6%10%的损失；其次是全反射不需要镀反射材料。3、利用下图简述光线通过直角棱镜时的变化特点 答：用斜面BC作全反射面垂直于AB面的光线，经过三棱镜后，将转折900主截面内物体的箭头方向，将由向上变成朝左；在棱镜中的光程相等；当BC面转动一小角时，出射光线的方向就会改变2角。用两个直角面AB及AC作全反射面 入射光线经两次全反射后，光线方向改变了1800；平行于棱AA的箭头dc，其方向不变，而垂直于棱AA的箭头ab，则箭头方向改变了1800；在入射光线不变的前提下，若棱镜绕棱AA转动一个小角度，则反射光线的前进方向始终不变，但要发生平移。4、利用右图简述光线通过五角棱镜时的变化特点答

3、：光线的前进方向改变了900；垂直于棱的物体，将调转900；平行于棱的物体,其箭头方向不变；在入射光线不变的条件下，若棱镜转动某一小角度，则出射光线仍然垂直于入射光线，是五角镜最重要的一个特性。这一特性用于要求出射光线必须严格垂直于入射光线且装调都比较困难的仪器部位。5、利用右图简述光线通过屋脊棱镜时的变化特点答：光线前进的方向改变了900；平行于棱AB的物体ab要倒转900，垂直于棱AB的物体cd要倒转1800,是屋脊棱镜的重要特点。6、利用图简述光线通过光楔镜时的特点答：当三棱镜的折射角 很小时 （一般在 0020右），称为楔镜（光楔）。假如入射光线入射角也很小，即入射光线与法线近似重合时

4、，它的折射角一定很小，折射光线有微小的偏向。二者之间的关系可以用下式表示：对一定的光楔，由于和n均为定值，光线经光楔后产生的偏向角是一定的。 7、利用右图简述光线通过平板玻璃时的变化特点答：出射光线和入射光线方向一致； 出射光线平移一段距离h。当入射角很小时，其平移量可以用近似公式计算：光线的入射角很小时，光线的平移量h与入射角成正比，这一特性，在光学经纬仪及精密水准仪的测微器中被广泛应用。8、简述像差及其危害答：物体经过透镜所成的像与物体的本来面目相比要发生一些变化，这种差异统称为像差。即像差是物体经过透镜后颜色和形状发生的变化。像差危害：像差大，像质就变坏。测量仪器中的像差重要存在于望远镜

5、系统、度盘成像系统、水准器符合系统三种类型。9、像差消除的基本方法答：测量仪器上的成像系统绝大部分是由两块透镜组成；即组合透镜可以减小像差的影响。10、简述球差产生的原因、危害及消除方法答：透镜可以看作是由许多块折射棱角各不相同的棱镜组成凸透镜中央部位的折射棱角比边缘部位要小，当不同高度的平行光束射向透镜时，中央部分偏折力较弱，会聚点离透镜较远；高度大的会聚点离透镜就较近。这种因球面的曲率引起的会聚点之差，称为球差。球差的危害是改变了像点的形状及亮度分布，使成像模糊。利用凹凸透镜像差符号相反的特性，将几块透镜组合起来才能更有效地减小球差。11、简述色差产生的原因、危害及消除方法答：由七种不同波

6、长的单色光组成的白光，各单色光对玻璃的折射率不同。当白光通过透镜时，就会有七个不同的焦距。其中红光的波长最长而折射率最小，因而其焦距值f最长；相反，紫光的焦距值f最短。当色差产生时，在像面不同的位置，就会看到不同的彩色光斑。色差带来的危害不仅是成像模糊，且带有彩色。色差是各种像差中最为有害的一种。凹透镜和凸透镜的色差符号是相反的，所以把这两种透镜结合在一起，就能达到消除色差的目的。12、何谓光栏？光栏有几种形式？答：测量仪器中通过设置一些孔、筒、框等部件用以限制光束范围及通过的光能量，这些孔、筒、框统称为光栏。根据光栏的作用可分为孔径光栏视场光栏消除杂光光栏。第二章13、简述眼睛的特性答：通过

7、调节瞳孔孔径的大小，控制进入眼睛光学系统的光能量，使得明暗程度不同得物体都能看清楚。通过水晶体周围的肌肉改变水晶体透镜的焦距，使得远近不同的物体都能看清楚。14、何谓眼睛的分辨率？答：眼睛能分辩开两个很靠近的点的能力，称为眼睛的分辩率。通常用角量表示，即能够分辩最近的两点对眼睛所张的视角，称为最小分辩角。15、简述望远镜的作用答：物体离人距离很远时，由于眼睛所张的视角过小而不能辨别。可采用两个办法：一是人们向物体靠近；其次是使用光学仪器将物体的视角扩大。望远镜能使远方的物体，经过光学系统成像后对人眼所张的视角，大于用肉眼直接观看物体时的视角。使对物点的分辨率提高到几十倍。利用望远镜的这个特性，

8、来提高瞄准或读尺的精度。16、利用下图叙述望远镜的结构特点及成像原理答：特点：望远镜光学系统由物镜和目镜组成，物镜的像方焦点和目镜的物方焦点接近重合，因此，平行光线射入望远镜系统后，仍以平行光射出。望远镜系统的视场光栏设在物镜的像平面处，即物镜和目镜的公共焦点处。原理：把物镜和目镜放在同一条光轴上，并使物镜的像方焦点F1和目镜的物方焦点F2重合，构成望远镜成像系统。设AB为两倍焦距以外的远处目标,它先经物镜成一个倒立、缩小的实像ba，ba在F1以外，离F1很近的地方；对目镜来说，在目镜的物方焦点F2以内，因此ba经目镜第二次成像后，得到必定是一个放大的、正立的虚像ba,对目标说是倒立的。虚像b

9、a的位置在离目镜250mm以外至无限远的地方。眼睛放在目镜的后面，就能从视场中看到位于明视距离至无限远的物体的倒像。 17、利用下图叙述内对光望远镜的调焦原理答：调焦原理是保持物镜和十字丝板位置不变，在物镜和目镜之间加一个调焦透镜（通常为凹镜），只要让该透镜沿光轴前后移动，就可以使距离远近不同的目标均可成像在十字丝板上。当望远镜由近处目标A瞄准远处目标B时，需要将调焦镜向物镜移动，使光线BM经调焦凹镜发散后仍成像在十字丝板上。18、衡量望远镜光学性能的主要指标有哪些？答：衡量光学性能的主要指标是它的放大率、视场角、分辨率、像的亮度及成像质量。19、叙述望远镜分辨率的室内平行光管测定法。答：先将

10、平行光管内的分划板取下，装上一定号数的分辨率板。将待测望远镜置于平行光管前，物镜朝向平行光管的物镜。调整待测仪器的位置，使望远镜光轴与平行光管光轴大致重合。通过调焦把分辨率板看清，然后在视场的中心附近，由粗到细依次观察各直线条纹，直到在四个不同方向上的黑白条纹均能分辨清楚的那个单元为止。根据该单元的号数，查对说明书中所附的角值，即为待测望远镜的分辨率。20、根据下图叙述检验球差与色差的方法。答：球差检验方法：如图a和b,圆孔的直径和圆环的内径，等于物镜孔径的一半，圆环的外径等于物镜孔径。试验时，分别用圆孔和圆环轮换罩在物镜前，观察一清、晰的目标。若两次观察目标时，不必重新调焦都能看清楚，则说明

11、无球差或球差很小。因为目标射向物镜的所有边缘光线，与中心光线都已会聚在同一像面上的缘故。检验色差的方法：如图c, 色差:用望远镜观察一明显衬度的图形(黑色视场的白图形或白色视场的黑图形等)。若图形边缘出现色彩,说明有色差存在。21、简述测量仪器中竖轴的作用及应满足什么要求答：作用：如果竖轴在轴套内有晃动，望远镜难以照准目标；水准器气泡也不易严格居中；对测量角度的影响采用正到镜观测也不能消除。竖轴承受着照准部的重量，承担着使仪器照准部平稳地以一定的精度围绕铅垂方向旋转。应满足的要求：竖轴在轴套内旋转时，必须平稳而无晃动，即要求有较高的定向精度。因而轴与轴套必须吻合得很好，不能有过大的间隙。竖轴旋

12、转要十分灵活，转动时必须轻松平滑，没有涩滞、轧紧或跳动等现像，以免带动度盘，给测量成果带来不应有的误差。22、简述经纬仪横轴的校正方法答：常采用偏心轴承来升降横轴的一端，以校正横轴达到水平的目的。偏心轴承的圆孔中心和安装孔中心O在水平方向有一不大的偏心量(约1mm左右)，因此当偏心轴承在安装孔内转动一小角度时，就会引起轴孔中心在垂直方向内的上下变动。在校正好后，再逐一将三个轴承固定螺丝旋紧。有的经纬仪已将横轴的校正装置取消，其横轴的水平性，在加工制造仪器时就予以保证。仪器出现横轴不水平的现像时，可在支架的联接处垫上极薄的金属箔加以校正。23、利用右图叙述普通式制动微动机构的工作原理答：制动微动

13、环6套在横轴5上，当用手旋制动手轮1时，通过万向接头2转动了螺丝3，螺丝3又通过制动块4压紧横轴5，这时横轴与制动微动环连成一体，制动微动环转动，横轴也就转动，但制动微动环6已被下方的微动螺旋8及微动弹簧10顶紧不能转动了，因此横轴也就不能转动了，达到了横轴制动的目的。微动原理制动以后，旋转微动螺旋8，弹簧10就被压紧(或弹出)，制动微动环产生微小的转动，横轴也就产生微小的转动。24、利用右图叙述摩擦式制动微动机构的工作原理答：依靠制动环4和轴套3之间的摩擦力，使照准部制动。摩擦力是由于弹簧6的伸张作用而产生，它可以借助螺丝5来进行调节。当摩擦力达到一定程度时，照准部就基本上被制动，此时旋进微

14、动螺旋2时，由于制动的摩擦力大于照准部旋转时的阻力，迫使照准部跟着微动螺旋一起转动，起到了微动的作用。当用手转动照准部时，外力大于制动环与轴套间的摩擦力，使制动环和照准部一起转动。25、利用右图叙述同轴式制动微动机构的工作原理答：将制动螺旋与微动螺旋同装在一个轴上。当旋转制动螺旋5时，带动万向接头3及凸轮2转动，凸轮2推动顶杆6及制动块7产生制动作用。旋转微动螺旋4时，由于制动环及制动螺旋都已固定，这时只有照准部1相对产生移动，起到了微动的作用。第三章26、何谓水准管格值？答：将气泡已居中的水准管倾斜一个角度，使气泡正好移动一格，此时水准管轴TT倾斜了一个角度，这个角度等于水准管刻划一格(2m

15、m)所对应的圆心角 称水准管的格值。27、水准器的灵敏度及其影响因素答：将水准器缓慢地倾斜，当静止的气泡开始移动并为观察者肉眼能够觉察时，水准器所倾斜的角度，称为水准器的灵敏度。影响水准器灵敏度的因素还有：气泡长度，外界温度，玻璃管内工作面的加工光洁度，液体的物理性质和纯洁度等，其中又以气泡长度和外界温度的影响最大。28、利用下图简述可动十字丝型自动安平补偿器的工作原理答：望远镜整置水平时，望远镜视轴ZOO在标尺上读得视线水平读数为a0，如仪器倾斜了一小角后，则望远镜的视轴由ZOO变成ZO，视线在标尺上读得的读数为a。假定仪器倾斜的同时，能设法使十字丝相对于仪器作反方向摆动，使其由Z摆回至ZO

16、的位置，则标尺上的读数不变仍为 ，也就不受仪器倾斜的影响，实现了自动安平目的。这种形式的十字丝装置是将十字丝板悬吊起来，使其能相对于仪器作反方向摆动。29、利用下图简述改变视线型自动安平补偿器的工作原理答：当仪器倾斜一个小角后，十字丝的位置移到Z后固定不变，此时，在K点使标尺上的水平视线读数ao改变其方向，转到Z时，把ZO视线挡去，达到了自动安平的目的。30、简述竖盘指标自动归零原理答：多数光学经纬仪竖盘的指标线是固定的，指标水准器气泡居中的过程中，指标线是不动的，与指标水准器一起偏转的则是指标与竖盘之间的成像透镜组中的透镜O。它随着指标水准器气泡的居中而移到一定的位置，使固定的指标A成像在9

17、00位置的铅垂线上。但这时的透镜O并未复原至原来的铅垂位置，因为当指标在A的位置时，透镜O只要稍微返回一点，即可使指标A成像在90的位置。 要实现竖盘指标自动归零，只需将指标与竖盘之间的某一个（或一组）光学零件进行悬吊，使倾斜了角指标A的影像，能自动归于900的铅垂位置，即实现了自动归零。第四章31、简述带尺显微镜读数设备的结构特点答：要求度盘一格经显微物镜放大后的宽度，与分划尺总格数的宽度严格相等，否则就会产生“行差”；成象位置和分划尺应在同一平面内，否则就会产生“视差”。由于度盘和分划尺的位置是固定的，为了实现对“行差”与“视差”的调整，显微物镜广泛采用由两组透镜、所组成的复合透镜组，用改

18、变两组透镜的间距d来改变复合透镜组的等效焦距f，以达到改变物镜组放大率的目的。 32、利用示意图叙述单玻璃平板光学测微器原理 答：利用转动玻璃平板能使通过它的光线产生平行位移的特点制成的。当玻璃平板旋转一个小角度i后，光线通过玻璃平扳产生的平移量h可按近似公式求得： 上式说明，度盘格线的象在指标面上的移动量h是与玻璃平板的旋转角i成正比的。玻璃平板旋转角的本身没有体现度盘格线的移动角值，必须通过一种特殊的设备与玻璃平板连结在一起转动的测微尺，把玻璃平板旋转角归化为度盘格线的移动角值。当度盘格线影象移动一整格时，测微尺移动了n格，测微尺的格值t为33、利用图说明照准部偏心差产生的原因及消除方法。

19、答：测量水平角，经纬仪照准部带着指标线相对于水平度盘旋转，照准部有自己的旋转中心C，度盘有自己的刻划中心C及旋转中心，理论上要求它们是重合的，由于在加工制造和安装调配过程中的误差，使C和C实际上不能重合导致照准部产生偏心差e，当望远镜照准某一目标时，其正确的读数水平度盘上的A处和B处，但由于照准部偏心差的影响，使得指标线实际指在A处和B处，B-1800是与B对径1800的度盘上的读数，从图上可以看出，A处的正确读数应为A=A+ B-1800/2=A+B-1800/2，说明取对径两个指标A和B读数的平均值，即可得到某一方向消除照准部偏心差影响的正确读数。34、利用图叙述对径符合读数原理。答：根据

20、度盘偏心差产生的原理可知，符合读数法就是利用对径1800两条分划线像的符合，来确定某方向的正确读数，以消除照准部偏心差的影响。如图所示，设P和P180为最靠近指标读数A和B的度盘分划值；1、2为不足格的尾数（分、秒），在存在偏心差的情况下，当照准某方向NA时，指标A的读数为A=P+=P+1；指标B的读数为B=P180+=P180+2，则有NA正确读数为NA=（A+B-1800）=P+1+2/2=P+平从上式可以得知，要获得某一方向NA的正确读数，其关键是设法一次能读取平，为此要设置一套光学系统，将度盘一侧的分划线成像在它的1800的对径分划线附近，并使此像即不放大也不缩小，且方向不改变地相切；

21、再将弧线像符合变为直线像符合，最后用测微器一次测出平来。若要从测微器上读出平，必须使分划线P和P180作等速相向移动，并互相符合。35、利用右图叙述双玻璃平板测微器的测微原理答：度盘对径分划(图a)中10与1810)分别通过各自的玻璃平板1与1。当转动测微盘4时，必须同时使两块玻璃平板各自反向旋转，使通过两块玻璃平板的度盘对径分划线各自相对移动。图b)所示的10与180分划线上下精确符合，的角值就用测微盘的分划来表示。36、利用下图简述双楔镜测微器原理答：楔镜测微器是利用楔镜能将通过它的光线偏转一个小角的原理制成的。利用楔镜的直线运动，就能使通过它的度盘分划线产生位移，位移量与楔镜的运动量成正

22、比。楔镜的运动量，可以通过与楔镜连结在一起的测微尺读数的变化表示出来。 光线通过楔镜产生偏向角为：楔镜沿光轴方向移动，使光线在垂直于光轴的平面内产生了位移h。由于一般很小，于是有：上式K为一常量，说明了光线的位移量h与楔镜的移动量成正比。第五章37、测量仪器照准部转动出现紧涩或卡死现象的原因有哪些？答：竖轴与轴套内缺油、用油不当或脏污引起的竖轴旋转紧涩；竖轴与轴套的接触面有锈斑引起竖轴旋转紧涩或卡死；制动环缺油或脏污引起照准部旋转紧涩；竖轴位置的高低不合适，可引起竖轴旋转紧涩；摩擦制动环松紧螺钉旋的太紧引起照准部旋转紧涩；竖轴或轴套变形，引起竖轴旋转紧涩或卡死。38、测量仪器照准部转动时出现晃

23、动现象的原因有哪些？答：竖轴与轴套因磨损而致间隙加大，从而引起竖轴晃动；竖轴与托架的连接螺丝松动，或轴套与基座的连接螺丝松动，都能引起竖轴旋转时产生晃动。39、NS3水准仪制动螺旋部分失效的原因有哪些？答：扳把与制动螺旋之间产生滑动引起制动失效；制动螺旋的顶杆长度不够或制动块丢失；制动螺旋与螺母之间产生滑丝。40、NS3水准仪微动螺旋部分失效的原因有哪些？答：微动螺旋的顶针或弹簧套的尖头，没顶在微动杆的圆窝内，引起微动螺旋失效；微动螺旋的鼓形螺母没固定住，而随微动螺杆一起转动引起微动螺旋失效；竖轴转动过紧或卡死，也会引起微动螺旋失效；微动弹簧使用日久后弹性不足，也会使微动螺旋失效。41、测量仪

24、器脚螺旋常见故障产生的原因有哪些？答：旋转时过紧或卡死其原因一般是脚螺旋的螺杆与螺母缺油，过于脏污或进入灰沙，松紧调节罩位置不当，螺杆或螺母变形，以及螺纹碰伤等；旋转时过松或晃动一般是螺母与螺杆之间的磨损较大，或者是松紧调节罩没调好；旋转时，忽松忽紧、松紧不一，一般是脚螺旋受到碰撞使螺杆变弯所引起；旋转时不起升降作用，其原因是螺母与螺杆一起转动，即脚螺旋的鼓形螺母没固定住。42、叙述水准仪望远镜视距乘常数不等于100的检验校正方法答：检验时，将仪器置于距离标尺100米之处，则望远镜上下视距丝在标尺上所截取的间距，应等于100cm，否则就需要校正。若所读间距数值小于100cm，说明物镜离十字丝板

25、的距离大了一些，需要缩短。方法是先取下物镜筒，再取出视距乘常数调节圈，放在铺平的细砂纸上适当磨薄些，要边磨边测试。若所读的间距值大于100cm，就需将调节圈加厚。加厚调节圈要比磨薄麻烦些，大都采取调换调节圈的方法，用厚一些的调节圈逐步磨薄。一般维修者不具备这个条件，只能用薄铜片做成同样大小的圆圈，套在物镜筒座上，使乘常数等于100或使其误差在允许范围内为止。43、微倾式水准仪符合气泡分划线影象错开产生的原因是什么？怎样调整？答：产生的原因，是两符合棱镜组在水准管纵向方向上的位置不正确。上图中，两符合棱镜的相接棱AB,没位于水准管两分划线4的中央之上方。调整的方法是，将整个符合棱镜组沿着水准管轴

26、线mn方向上移动，直到两分划线影象对成一条重合直线为止。44、微倾式水准仪符合气泡影象太细或太粗产生的原因是什么？怎样调整？答：产生的原因，是符合棱镜组的棱面DCCD在水准管横向方向上的位置不正确，此平面未通过水准管轴线mn。气泡太瘦是棱面过于偏向轴线mn的外侧。调整时将整个符合棱镜组在垂直于轴线mn的方向上向里（靠右侧）移动，直至气泡影象肥瘦适中，气泡两头呈现圆滑的弧形为止。气泡影象太肥引起的原因和上面相同，是DCCD过于偏向轴线mn的里侧，所以调整的方向相反。45、根据下图叙述微倾式水准仪水准管轴与望远镜视准轴是否平行的检验与校正步骤。答：（1）检验步骤（测出正确高差）分别在相距80100

27、米远的A、B两点，用木桩标定点位或放置尺垫，竖立标尺，将水准仪安置在两点中间的C处。采用双仪器高法或双面尺法测定A、B间的高差。当两次高差不超过3时，取平均值作为A、B间的正确高差hAB。将水准仪移至B标尺（或A标尺）附近约23米（稍大于望远镜的最短视距即可）。当长水准器气泡居中后，分别读取A点和B点上水准尺的读数和，则两次设站观测的高差之差为：计算i角的大小，i角的计算公式为：校正实际校正中，往往只调整水准管轴线。仅当长水准管安平精度很高（如精密水准仪），调整的量又很小时，才去调整视准轴线。因为调整量大了，会破坏视准轴与光轴的平行性。由于仪器靠近B点，i角对B尺上读数的影响可以忽略不计。根据

28、b2和hAB计算出A尺上的正确读数为：校正时，保持水准仪在B点的位置不动，旋转微倾螺旋，将横丝对准A尺上的正确读数。这时，视准轴处于水平位置，但水准管气泡不居中，水准管轴的位置却随着微倾螺旋的升降发生了变化，使得原来居中的气泡会偏离中央位置。在保持读数不变的条件下，通过调节长水准器一端的上下两个相对的校正螺丝1和2，将长水准器的一端抬高或降低，使偏离的气泡重新居中。这时，水准管轴也是水平的了。此项检验与校正应反复进行，直到i角小于规范规定的数值为止。46、根据下图叙述微倾式水准仪水准管轴与望远镜视准轴是否平行的检验与校正步骤答：检验步骤在较平坦地面上量取CE=61.8m的线段，将其三等分，即C

29、A=AB=BE=20.6m，这些线段的长度都是206000的可约数，使计算方便。在A、B两点各放一尺垫并立水准尺，在C、E处各打一木桩做十字标记，分别安置水准仪；将C点水准仪整平，照准A点标尺黑面，调微倾螺旋使符合气泡精确符合，用中丝读水准尺读数，再精平，再读数。用微倾螺旋重新照准A尺黑面，再精平两次，读两次黑面读数，这四次读数互差应小于4mm，取其平均数为a1。照准B点水准尺黑面，用上述方法在B尺上读取四个读数，取其平均数为b1.将仪器搬到E处，重复、 步骤，又得到A点水准尺的四个读数的平均数a2和B点水准尺的四个读数的平均数b2。然后用下式计算i角： 及S以毫米为单位。若计算出的i角在&#

30、177;20以内，不必校正。否则按以下步骤校正。校正步骤校正在E处进行。照准A点水准尺，用微倾螺旋水平横丝切准A点水准尺正确读数a2=a2-2。这时视准轴已处于水平位置。由于转动了微倾螺旋，管水准器泡必然偏离中心。调整管水准器校正螺丝，使气泡符合。照准B点水准尺，检查其读数是否为正确读数b2=b2-.再按上述步骤进行检验，若i角在±20范围内不必校正。否则应反复进行校正，直到符合要求为止。47、图是TDJ6光学经纬仪水平度盘测角装置的一部分，分别说出3、6、7、8光学零件的名称。假如6的位置不正确会造成什么问题，怎么处理？假如7和8的位置不正确会造成什么问题，怎么处理？ 答：3和6是

31、水平度盘照明棱镜，7和8组成水平度盘显微镜组。假如6的位置不正确会造成水平度盘分划线的像在读数窗上和指标线不平行或和带尺分划线不平行或者度盘分划线跑出读数窗外，致使无法读数，此时可松动固定6的螺丝，轻微调整6的位置，直至度盘分划线和读数窗上和指标线平行或和带尺分划线平行，度盘分划线恢复在读数窗正确的位置便于读数为止。假如有7和8组成的显微镜组的某个透镜位置不正确，会造成度盘分划线的像在读数窗上产生行差或视差。此时先松动固定7的螺丝，轻微调整其位置，边从读数目镜里观察行差和视差是否消除，直至行差和视差同时消除为止。如果调整7消除不了，先把7恢复到原来的位置，拧紧固定螺丝，再用相同的方法调整8的位

32、置，边从读数目镜里观察行差和视差是否消除，直至行差和视差同时消除为止。48、图是TDJ6光学经纬仪竖直度盘测角装置的一部分，说出光学零件10、14、17、18、19的名称并分别说出它们的作用。答：10是读数窗，其作用就是将水平度盘和竖直度盘的分划线的像，通过光学零件不产生行差和视差的成像在上面；14是竖直度盘照明棱镜，其作用就是将进光窗2的光线照明竖盘，同时把竖直度盘的分划线的像成在棱镜16上；17和18是竖直度盘显微镜组，起保证竖直度盘分划线的像，不产生行差和视差的成像在读数窗上作用；19是自动补偿器中的单平板玻璃，其作用是减小竖直度盘指标差的影响，将竖直度盘正确的读数成像在读数窗上。49、

33、根据图叙述TDJ2型光学经纬仪主分划线影象正确，副分划线影象歪斜或过短产生的原因及调整方法。答：主分划线影象正确，副分划线影象歪斜或过短原因是由于竖盘对径分划符合系统中的屋脊棱镜5或转向棱镜8（图26）的位置不正确所引起。两棱镜与成象透镜6安装在一个长形框架之内。调整方法：先旋松长形框架的两个固定螺丝。按调整的需要，采用转动或移动整个框架的方式来改变棱镜的位置。50、根据图叙述TDJ2型光学经纬仪副分划线影象正确，主分划线影象过短、过长或歪斜产生的原因及调整方法。答：原因是由于竖盘照准棱镜9或转向棱镜11（图26)及屋脊棱镜5或转向棱镜8的位置同时都不正确所引起。调整方法：先调整对径分划符合系

34、统的棱镜框架，后调整转向棱镜11（或照准棱镜9）。当主象歪斜时，通过转动装有棱镜5、8的框架，使副象调至与主象同方向歪斜,然后再调转向棱镜11，使主副象同时都调到正确的位置。主象过长或过短，通过调整转向棱镜11的微小变动即能满足要求。第六章51、利用下图简述数字水准仪测量基本原理答：数字水准仪的基本原理：在人工或自动完成条码尺的照准和调焦后，条码尺的一段图像既在十字丝分划板上供目视观测用，同时这一段图像又被成像在CCD传感器的焦线平面上。通过对CCD传感器上获取的条码尺的图像进行处理后，可以精确确定数字水准仪望远镜视准轴的位置（视线高，尺零端到视线的垂直距离）及条码尺至水准仪竖轴的距离（视距）

35、。52、利用右图简述徕卡NA3002/3003读数原理答：水准标尺的伪随机条码图像已事先被存储在电子水准仪中作为参考信号。图左边伪随机条码的下面是望远镜照准伪随机条码后截取的片段伪随机条码。该片段的伪随机条码成像在探测器上后，被探测器转换成电信号，即为测量信号。该信号与事先已存储好的代表水准标尺伪随机条码的参考信号进行比较，这就是相关过程，称为相关。自下而上的比较，当两信号相同，即在图中左边虚线位置时也就是最佳相关位置时(十字丝横丝），读数就可以确定。53、利用图简述徕卡NA3002/3003因距离变化引起的条码在探测器上成像宽窄不同与参考信号不相关的解决方案。答：由于标尺到仪器的距离不同，条

36、码在探测器上成像的宽窄也将不同，片段条码的宽窄会变化，随之电讯号的“宽窄”也将改变。于是引起相关困难。仪器采用二维相关法来解决，根据精度要求以一定视距改变仪器内部参考信号的“宽窄”，与探测器采集到的测量信号相比较，如果没有相同的两信号，则再改变，再进行一维相关，直到两信号相同为止，才可以确定读数。参考信号的“宽窄”与视距是对应的，“宽窄”相同的两信号相比较是求视线高的过程，二维相关中，一维是视距，另一维是视线高。二维相关之后视距就可以精确算出。54、利用下图简述数字水准仪几何法计算视线高的原理。答：图中Gi为某测量间距的下边界，Gi+1为上边界，它们在CCD线阵上的成像点为bi及bi+1。它们

37、到光轴的距离分别用bi及bi+1表示。CCD上像素的宽度是已知的，这两距离在CCD上所占像素的个数可以由CCD输出的信号得知，以算出bi及bi+1，即bi及bi+1是计算视距和视线高的已知数。使用DiNi系列测量时，只利用中丝上下边各15cm的标尺截距，即15个测量间距取平均计算视线高。物像比为：视线高读数的最终结果为：视线高和视距的计算均有仪器的电子部件完成。CCD输出的带测量信息的视频信号经模数转换后，由计算机进行处理，结果同时输送至存储器和显示器。 55、叙述数字水准仪相位读数法RAB条码的结构及结构原理答：标尺上是称为RAB编码的条码图案，有3种不同的码条。R条码：参考码，由3条2mm

38、宽的黑色码条和黑色码条之间1mm宽的黄色码条组成。以中间黑码条中心线为准，每隔30mm就有1组R条码重复出现。A条码：在每组参考码R的右边10mm处的黑色条码。B条码：每组参考码R的左边10mm处的黑色条码。 R条码两边的A和B码条的宽窄不相同，A和B码条的宽度在010之间变化。这两种码条包含了水准测量时的高度信息。仪器设计时有意安排了它们的宽度按正弦规律变化。其中A码条的周期为600mm，B码条的周期为570mm。56、利用下图简述数字水准仪相位法读数原理答: 实线为A码的亮度波，虚线为B码的亮度波。由于A、B两条码变化的周期不同，亮度波的波长不同，在标尺长度方向上的每一位置，两个亮度波的相

39、位差也不同，相位差好像传统水准尺上的分划，由此反映标出标尺的长度。只要能测出标尺某处的相位差，就可知道该处到标尺底部的高度视线高。相位差只能和标尺长度一一对应，即具有单值性，因此在3m长的条码尺上不会有相同的相位差。为了确保标尺底端面相位差具有惟一性，A码和B码的相位差错开了/2。第八章57、何谓光栅和莫尔条纹？答：光栅是由线条宽度和间隙等宽的明暗相间的平行线条组成，两组光栅以一定的栅线夹角叠合形成莫尔条纹。58、根据下面三个示意图简述光栅度盘测角原理答：通常在度盘上的光栅称为主光栅另一块为指示光栅。两组光栅叠加后，由透光部分的四菱形图案和不透光部分黑色交叉图案构成莫尔条纹，当光源透过莫尔条纹

40、时形成透光和遮光效应。这种遮光效应由光栅读数头（b）中的光探测器转变成电信号。当主光栅和指示光栅作相对移动时，则输出交边的莫尔条纹信号，此信号经光栅读数头中的接收光学系统会聚到光探测器上，由于光探测器对亮度的响应近似线性，所以从光探测器输出电信号的波形和莫尔条纹上亮度的分布一样，近似于正弦波形。当开机后自起始方向转动照准部时，指示光栅相对于主光栅度盘每转过一个整栅角，光探测器上就掠过一个莫尔条纹，输出一个正弦电信号，经整形电路形成一个计数脉冲，直到照准另外一个方向为止，电子计数器即累计出正弦波的整数n，不足一个正弦波则由电子细分器测出占几分之几正弦波，因为栅线角是一定的，整数的正弦波n测出的角

41、度则为n·，不足一个正弦波的尾数角值可由电子细分器求得，这样从起始方向到另外一个方向的夹角可以表示为=n·+。59、以四码道为例利用下图简述编码度盘测角原理。答：光学编码度盘是以二进制代码运算为基础的绝对值式的编码器，在度盘刻度圈全周等间隔地设置了透光区域和不透光区域，由它们组成的分度圈称为码道。该读盘的整个圆周被均匀地分为16个区间，每个区间中的码道白色部分为透光区（或称导电区），黑色部分为不透光区（或称不导电区），所以各区间由码道组成的状态也不同。用透光和不透光两种状态代表二进制的“1”和“0”两个状态，设透光（或导电）为0，不透光（或不导电）为1，则根据各区间的不同状

42、态，便可测出该两区间的夹角。电子测角装置是用光传感器来识别和获取度盘位置信息。读盘上部为发光二极管，它们位于读盘半径方向的一条直线上，读盘下面的相对位置上是光电二极管。对于码道的透光区，发光二极管的光信号能通过，而使光电二极管接受到这个信号，使输出为0。对于码道的不透光区，光电二极管接受不到这个信号，则输出为1。图中的输出状态为1001。60、简述二进制编码度盘和二进制代码（格莱码）度盘各自的优、点。答：进制编码优、缺点容易译成十进制数，但是普通二进制码容易读错。当十进制数从一位变到另一位时会涉及二进制代码有多位在变，当码道下面的传感元件稍有错误时该检测器原来是“1”而出现“0”，就容易造成读

43、数错误。二进制代码（格莱码）优、缺点二进制代码（格莱码）也称循环码，特点是任何相邻码区只有一个码道发生变化。从任何数变到相邻数时，码道下多个传感器中，只有一个电平发生变化，因此，当某种错误原因使该变的没有变，最大可能的读数差错仅是十进制的“1”，客服了普通二进制码可能出现大差错的问题。但格莱码不具有二进制码容易译成十进制数的优点，需先译成普通二进制码，然后译成十进制数。第九章61、陀螺转子有哪两个特性？答：在没有外力矩作用下，陀螺转轴在宇宙空间方向保持不变，即定轴性。陀螺轴在外力作用时，陀螺轴的方向将发生变化。这种效应称为“进动”，即所谓的进动性。62、简述陀螺仪的工作原理答：旋转物体的旋转轴

44、所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它高速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向。 陀螺轴的运动重复自东向西进动。陀螺轴在东、西两处速度为零，在两处反转的位置称为逆转点。若陀螺不受外力的作用，此项运动将永远不会停止。 陀螺轴X的摆动是一个围绕子午线作简谐摆动的，点线所示。如果把OX轴，东、西两个逆转点位置记录下来，取平均值就可以获得该点子午线的位置（即北方向）。图一： 4制动螺旋；5微动螺旋弹簧座；7圆水准器；8脚螺旋，9三角压板与三角底板紧固螺丝；10三角压板；11三角底板；

45、13目镜调焦螺旋；16符合气泡系统测 量 仪 器 常 规 检 查 与 检 校一.微倾式水准仪的检校.常规检查内容1.脚螺旋：检查脚螺旋转动是否灵活自如，既没有紧涩现象又没有晃动。如有紧涩或晃动现象出现可通过调整三角压板与三角底板之间的调节螺丝调整。2.圆水准器轴与竖轴平行检查：通过调整脚螺旋使气泡居中，转动照准部检查是否在每个位置气泡都居中，校正方法见后面水准仪轴系之间几何关系检校。3.轴与轴套：转动照准部，凭手感检查照准部转动时是否灵活，没有紧涩或晃动现象。4.制动与微动：先检查制动螺旋是否起作用，再检查微动螺旋是否起作用。微动失效可观察微动螺旋的顶针和微动螺旋的弹簧是否顶在制动杆上，制动微

46、动失效维修由教师做。图二：1望远镜调焦手轮；10水准管校正螺丝：12微动螺旋；13望远镜目镜调焦螺旋；14微倾螺旋5.望远镜目镜调焦螺旋：转动望远镜目镜调焦螺旋观察十字丝板是否能调整到最清晰，检查目镜调焦螺旋是否起作用。6.望远镜调焦螺旋：转动望远镜调焦螺旋，观察远处目标，是否能调整到最清晰，检查望远镜调焦螺旋是否起作用。同时再观察视差是否能消除。7.微倾螺旋：边转动微倾螺旋边观察符合水准器泡，检查微倾螺旋是否起作用，同时观察微倾顶针是否起作用。8.符合气泡影像：把符合气泡调整到符合，观察符合气泡影像是否对称、清晰。以上检查如有异常，要记录下异常出现的部位，描述异常现象。水准仪轴系几何关系的检

47、验与校正1. 圆水准器轴与竖轴是否平行的检验与校正检验：将仪器固定到三脚架或仪器台上，用三个脚螺旋把圆水准器的气泡调整到分划圈的中心。将望远镜绕竖轴转至任意方向，如果圆水准器气泡偏出分划圈之外，说明竖轴与圆水准器轴不平行度误差已经超出限差要求，需要进行校正。校正办法将望远镜旋转至平行于任意两个脚螺旋的连线方向，用三个脚螺旋将气泡调居中；将望远镜绕竖轴旋转1800，通过调整圆水准器上的校正螺丝校正气泡偏离量的一半，再用脚螺旋调整一半。以上校正可能需要反复进行。 2.十字丝横丝垂直于竖轴（横丝水平）的检验与校正检验：以望远镜横丝的一端（或成象比较清楚的部分开始）瞄准一个清晰的点状目标，然后，转动水

48、平微动螺旋，使该点由横丝的一端移到另一端，若该点移动后，仍位于横丝上，则说明横丝是水平的。若该点明显地偏离横丝，横丝需要校正。校正：要使横丝由不水平变成水平，只能将十字丝板座或整个目镜部分进行转动。校正时，只要转动偏离量的1/2就够了。如果移动前的目标点不是对在横丝的一端，而是对在十字丝中心，则在校正时需转动全部偏离量。这一点，如果不注意，就容易增加校正的反复次数。二、光学经纬仪的检校.常规检查内容1.脚螺旋：检查脚螺旋转动是否灵活自如，既没有紧涩现象又没有晃动。如有紧涩或晃动现象出现可通过调整三角压板与三角底板之间的调节螺丝调整。2.防扭簧片：在仪器基座部分的三角座和三角底板之间装有“防扭”

49、簧片，防止基座扭转。检查防扭簧片三角座与三角底板的连接螺丝是否松动。3. 圆水准器轴与竖轴平行检查：通过调整脚螺旋使气泡居中。因为光学经纬仪的圆水准器一般在基座上，无法通过转动照准部检查其正确性，一般是先把长水准管校正准确后，以长水准管为准再校正圆水准器，直到圆水准器和长水准器同时都居中为止。4.长水准器与竖轴垂直性的检查：转动照准部使长水准管平行于任意两个脚螺旋的连线方向，调节这两个脚螺旋使水准管气泡严格居中。再将仪器旋转180°，如果气泡仍然居中，说明条件满足。当气泡偏离超过一格时，就需要校正。5.光学对点器的检查：a）在三脚架上整平仪器，三脚架下置一贴有白纸的测板。b) 按光学

50、对点器中心在测板上标出一点A。c) 照准部旋转120°，同法标出第二点B。d) 照准部再次旋转120°,同法标出第三点C。ABC的中心，即是仪器竖几何中心轴的投影点。对点器整置正确时，A、B、C三点重合。否则需要校正。校正方法见后面经纬仪检校。6.水平度盘配盘轮检查：按进配盘轮，一边转动配盘轮一边从读数窗观察度盘读数是否发生变化，如度盘读数不变化则说明配盘轮失效，需要检修。7.检查水平和垂直制动微动是否起作用。8.检查竖盘自动归零补偿器：打开自动归零补偿器开关，轻轻转动照准部，用耳仔细听是否有金属敲击的声音，有说明竖盘自动归零补偿器起作用，否则需要检验校正。9.望远镜调焦螺

51、旋：是否起作用，检查方法和水准仪相同。10.望远镜目镜调焦螺旋：是否起作用，检查方法和水准仪相同。11.从读数窗中查看度盘及测微窗分划线影像相互是否正确，是否有倾斜等现象。经纬仪轴系几何关系的检验与校正1. 照准部水准管轴垂直于仪器竖轴的检验与校正 (1)检验方法将仪器粗略整平，转动照准部使长水准管平行于任意两个脚螺旋的连线方向，调节这两个脚螺旋使水准管气泡严格居中。再将仪器旋转180°，如果气泡仍然居中，说明条件满足。当气泡偏离超过一格时，就需要校正。(2)校正方法（a）水准管气泡居中，水准管轴处于水平位置，因水准管轴不垂直于仪器的竖轴，竖轴倾斜，与铅垂线的夹角为。将照准部绕竖轴旋转1800后，水准管气泡不居中。因竖轴倾斜方向没变，水准管轴与水平线的夹角为2，（b）所示。校正时，先用校正针拨动水准管一端的校正螺丝，使气泡退回偏离量的一半，图(c)所示，此时气泡虽不居中，但水准管轴已经垂直于仪器的竖轴。再旋转脚螺旋使水准管气泡居中，图(d)所示。这时水准管轴水平，竖轴竖直，即水准管轴与仪器竖轴垂直。2十字丝竖丝垂直于横轴的检验与校正(1)检验方法：野外常用的检验方法有两种将仪器整平后，用竖丝的上端或下端精确瞄准远处一明显的目标点A，固定水平制动螺旋和望远镜制动螺旋，转动望远镜