任务3－3水准仪检校学习指导

1、任务3-3 水准仪检校学习指南一、 概述授课教师李笑娜课程名称高速铁路施工测量学习单元项目3：高程测量任务3-3 水准仪检校 学时 讲课+实作（课内2h+课外6h)学习目标通过课堂教学、录像演示使学生了解水准仪的轴线及相互关系，通过水准仪检校实习，学会微倾式水准仪的检验和校正原理与方法。主要内容描述水准仪因购进、规定期限、长途运输、项目开工、出现问等原因要检校，各种轴系关系处于正常状态的水准仪才能用于项目生产，本任务让学生熟悉水准仪的主要轴线并能给对水准仪进行检校。教学参考资料 任务3-3学习指导； 电子水准仪说明书； 工程测量概论西安地图出版社 李孟山主编；测量基础中国铁道出版社 张晓雅、李

2、笑娜主编；工程测量规范；铁路工程测量规范 TB 10101-2009 J961-2009 中国铁道出版社出版； 国家一二等水准测量技术规范GB1287991。教师具备的能力熟悉水准仪的构造；熟悉水准仪检验项目；能给对水准仪进行检校。项目保障条件1、 教学条件要求多媒体教室；任务3-1 PPT；水准仪检验与校正相关视频。2、 实训条件 DS3水准仪 12台； 电子水准仪4台。学习重点与难点1.学习重点：水准仪各轴线之间应满足的几何条件；圆水准器的检验与校正；十字丝分划板的检验与校正；i角误差的检验和校正；水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正。2.学习难点：i角误差的检验和校正；水准管轴和视准轴交

3、叉误差的检验和校正。教学方法建议头脑风暴法、讨论法、任务驱动教学法教学实施建议构思(课内1h,课外3h) 教 师学 生1. 结合班级学生学习状况，划分任务学习小组（建议6人一组），设组长一名；2. 首先结合教学录像，让学生了解检校内容和过程(课外1h)；3.结合本节任务给学生下发知识关键点，使学生通过网络、讲义、案例、讨论对关键知识点初步了解(课外1h)；4.每个小组简要汇报对知识点了解情况(课内：15m)；5结合小组汇报情况，主要讲解如下知识点：(课内：80m)轴线之间应满足的几何条件圆水准器的检验与校正十字丝分划板的检验与校正i角误差的检验和校正水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正；学生思

4、考、讨论提出问题并讲解(课内10m)8.通过提问、测验评价学生学习效果(课内15m)。1.组长召集小组成员，布置小组分工；2.课前以小组为单位，通过网络、讲义、规范、案例、思考、讨论、督促、预习如下内容：轴线之间应满足的几何条件圆水准器的检验与校正十字丝分划板的检验与校正i角误差的检验和校正水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正；3.小组组长汇报对知识关键点学习情况；水准仪认识实习任务,通过教师讲解、答疑、讨论达到如下要求：熟悉轴线之间应满足的几何条件会圆水准器的检验与校正会十字丝分划板的检验与校正会i角误差的检验和校正会水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正；设计实施（课内1h，课外2h）1.在

5、校内实训场开展水准仪检校实训；2.解决学生实习中遇到的问题；1.以小组为单位，在老师的指导下，学习水准仪操作及使用2. 结合学习视频等材料实施完成以下任务圆水准器的检验与校正十字丝分划板的检验与校正i角误差的检验和校正水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正；运作（课外1h）学生需提交的资料：水准仪检校实训报告1以小组为单位编写水准仪检验实习报告；2.小组根据实践熟练程度自查；3.小组间互查打分，并写出实施报告。考核标准成果评定：根据学生水准仪检校掌握程度评定成绩，占50%。学生自评：学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%。小组互评：根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员

6、互评，占15%。教师评价：根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。作业1. 水准仪项目实施报告。二、 任务书工作任务3-3水准仪检校任务已有资料1、 水准仪检校视频及动画2、 校内实训场水准测量地面点位任务要求4人一组，每组每位组员完成一台水准仪的校正工作技术要求检查视准轴CC情况检查水准管轴LL情况检查仪器竖轴VV情况检查圆水准器轴L¢L¢情况检查十字丝横丝（中丝）情况 基本工作步骤熟悉轴线之间应满足的几何条件圆水准器的检验与校正十字丝分划板的检验与校正i角误差

7、的检验和校正水准管轴和视准轴交叉误差的检验和校正；仪器与工具投影仪、微机、水准仪、水准尺、尺垫、铅笔、记录纸、图夹(板)、计算器等若干。测量结果检核水准仪的轴线符合技术要求的关系考核评价成果评定根据学生水准仪检校熟练程度评定成绩，占50%。得分学生自评学生根据自己在项目实施过程中的作用及表现进行自评，占10%。得分小组互评根据工作表现，发挥的作用，协作精神等小组成员互评，占15%。得分教师评价根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神，职业道德等进行评定；根据项目实施过程每个环节及结果经进行评定；根据实习报告质量进行评定；综合以上评价，占25%。得分成绩教师签名三、主要内容3.5 水准仪的检验和校

8、正为保证测量工作能得出正确的成果，工作前必须对所使用的仪器进行检验和校正。3微倾式水准仪的轴线主要有：视准轴CC、水准管轴LL、仪器竖轴VV和圆水准器轴L¢L¢（见图2-26），以及十字丝横丝（中丝），为保证水准仪能提供一条水平视线，各轴线之间应满足的几何条件有：（1）圆水准器轴应平行于仪器的竖轴（L¢L¢VV）；（2）十字丝的横丝应垂直于仪器的竖轴（横丝VV）；（3）水准管轴应平行于视准轴（LLCC）。图2-26图2-27圆水准器的校正螺丝检验校正的步骤和方法如下：检验的目的是使圆水准器轴平行于仪器竖轴，圆水准器气泡居中时，竖轴便位于铅垂位置。检验:旋

9、转脚螺旋使圆水准器气泡居中，然后将仪器上部在水平方向绕竖轴旋转180°，若气泡仍居中，则表示圆水准器轴已平行于竖轴，若气泡偏离中央则需进行校正。校正:拨圆水准器的校正螺旋（图2-27）使气泡向中央方向移动偏离量的一半，然后用脚螺旋使气泡居中。由于一次拨动不易使圆水准器校正得很完善，所以需重复上述的检验和校正，使仪器上部旋转到任何位置气泡都能居中为止。原理：若圆水准器轴与竖轴没有平行，两者之间在竖直面上投影的夹角为角，当圆水准器的气泡居中时，竖轴与铅垂线成角(图2-28a)。若仪器上部绕竖轴旋转180°，因竖轴位置不变，故圆水准器轴与铅垂线成2角(图2-28b)。当拨圆水准器

10、的校正螺旋，使圆水准器气泡向零点移回偏离量的一半，则圆水准器轴与竖轴平行（图2-28c），但平行的圆水准器轴和竖轴与铅垂线保持角；再用脚螺旋使气泡居中，则圆水准器轴竖直，竖轴亦竖直(图2-28d)。 a b c d图2-28检验的目的是使十字丝的横丝垂直于竖轴，这样，当仪器粗略整平后，横丝基本水平，用横丝上任意位置所得读数均相同。检验：先用横丝的一端照准一固定的目标或在水准尺上读一读数，然后用微动螺旋转动望远镜，用横丝的另一端观测同一目标或读数。如果目标仍在横丝上或水准尺上读数不变图2-29(a),图2-29(b)，说明横丝已与竖轴垂直。若目标偏离了横丝或水准尺读数有变化图2-29(c), 图

11、2-29（d)，则说明横丝与竖轴没有垂直，应予校正。校正：打开十字丝分划板的护罩(图2-30e)，可见到三个或四个分划板的固定螺丝(图2-29f)。松开这些固定螺丝，用手转动十字丝分划板座，反复试验使横丝的两端都能与目标重合或使横丝两端所得水准尺读数相同，则校正完成。最后旋紧所有固定螺丝。检校原理：若横丝垂直于竖轴，横丝的一端照准目标后，当望远镜绕竖轴旋转时，横丝在垂直于竖轴的平面内移动，所以目标始终与横丝重合。若横丝不垂直于竖轴，望远镜旋转时，横丝上各点不在同一平面内移动，因此目标与横丝的一端重合后，在其他位置的目标将偏离横丝。图2-29 (三) 视准轴平行于水准管轴的检验和校正检验的目的是

12、使水准管轴平行于视准轴，当水准管气泡符合时，视准轴就处于水平位置。检验：在平坦地面选相距4060m的A、B两点，在两点打入木桩或设置尺垫。水准仪首先置于离A、B等距的I点，图 2-30 测得A、B两点的高差图2-30 (a)。重复测二到三次，当所得各高差之差小于3mm时取其平均值。若视准轴与水准管轴不平行而构成i角，由于仪器至A、B两点的距离相等，因此由于视准轴倾斜，而在前、后视读数所产生的误差也相等，所以所得的是A、B两点的正确高差。然后把水准仪移到AB延长方向上靠近B的点，再次测A、B两点的高差（图2-30），必须仍把A作为后视点，故得高差。如果，说明在测站所得的高差也是正确的，这也说明在

13、测站观测时视准轴是水平的，故水准管轴与视准轴是平行的，即。如果，则说明存在i角的误差，由图2-30 (a)可知： (2-17)式中 仪器分别在II和I所测高差之差；A、B两点间的距离；206265。而 (2-18)当或i角为正时，视线向上倾斜，反之向下倾斜。1管水准器；2管水准器观察窗；3上下校正螺丝图2-31校正：当仪器在II处时，用微倾螺旋使远点A的读数从改变到。此时视准轴处于水平位置，但水准管也因随之变动而气泡不再符合。用校正针拨动水准管一端的校正螺丝使气泡符合，则水准管轴也处于水平位置，从而使水准管轴平行于视准轴。水准管的校正螺丝如2-31所示，校正时先松动左右两校正螺丝，然后拨上下两

14、校正螺丝使气泡符合。拨动上下校正螺丝时，应先松一个再紧另一个逐渐改正，当最后校正完毕时，所有校正螺丝都应适度旋紧。以上检验校正也需要重复进行，直到i角小于20为止。3自动安平水准仪应满足的条件是：1圆水准器轴应平行于仪器的竖轴。2十字丝横丝应垂直于竖轴。以上两项的检验校正方法与微倾式水准仪相应项目的检校方法完全相同。图2-323水准仪在补偿范围内，应能起到补偿作用检验方法如下：将水准仪安置在一点，在离仪器约50m处立一水准尺。安置仪器时使其中两个脚螺旋的连线垂直于仪器到水准尺连线的方向(图2-32)。用圆水准器整平仪器，读取水准尺上读数。旋转视线方向上的第三个脚螺旋，让气泡中心偏离圆水准零点少

15、许，使竖轴向前稍倾斜，读取水准尺上读数。然后再次旋转这个脚螺旋，使气泡中心向相反方向偏离零点并读数、重新整平仪器，用位于垂直于视线方向的两个脚螺旋，先后使仪器向左右两侧倾斜，分别在气泡中心稍偏离零点后读数。如果仪器竖轴向前后左右倾斜时所得读数与仪器整平时所得读数之差不超过2mm，则可认为补偿器工作正常，否则应检查原因或送工厂修理。检验时圆水准器气泡偏离的大小，应根据补偿器的工作范围及圆水准器的分划值来决定。例如补偿工作范围为±5，圆水准器的分划值为8/2mm弧长所对之圆心角值。则气泡偏离零点不应超过5/8×。补偿器工作范围和圆水准器的分划值在仪器说明书中均可查得。4视准轴经

16、过补偿后应与水平线一致。若视准轴经补偿后不能与水平线一致，则也构成i角，产生读数误差。这种误差的检验方法与微倾式水准仪i角的检验方法相同，但校正时应校正十字丝。拨十字丝的校正螺旋，使图2-30中A点的读数从改变到，使之得出水平视线的读数。对于一般水准测量也应使i角不大于20。四、 项目实施指导微倾式水准仪检验与校正序号项目检 验校 正备注1圆水准器的检校1.安置仪器，用脚螺旋调节圆水准气泡居中。180°后，如气泡仍居中，则满足；3.否则需校正。1.用脚螺旋校正偏离长度的一半，2.再用圆水准器下面的三个校正螺丝校正另一半。本次检验情况：本次校正情况：2十字丝分划板的检校1.十字丝横丝对

17、准一个点状目标，2.水平制动螺旋制动，用微动螺旋使十字丝横丝左右移动，3.若点偏离横丝，则需校正。1.打开目镜端护盖，2.松固定螺丝后，旋转十字丝分划板到正确位置。3.反复检验与校正。 本次检验情况：本次校正情况：3水准管的检校A、B，安置水准仪于A、B两点的中间，使前后视距相等，测量A、B两点间的正确高差h，2.将水准仪安置于A点附近，测得的高差h 3.根据 h 与h计算i角的影响。若i>20”，则需校正1.计算正确读数，hbha+h3.调节水准管校正螺丝使气泡居中。本次检验情况：本次校正情况：五、项目实施报告项目实施报告工作任务概况在校内实训场完成水准仪检校实践。工作内容熟悉水准仪的主要轴线会进行水准仪检校。工作流程1.圆水准器的检验与校正2.十字丝分划板的检验与校正3.i角误差的检验和校正4.水准管轴和视准轴交叉