光学仪器维修培训课件

维修专题仪器维修与保养

一.水准仪部分.水准器

用来将仪器的某一轴线或平面安置于水平或垂直位置.水准仪可以借助它将望远镜的视线安置水平.测量仪器上所用的水准器,按其形状可分为两类,即长水准器和圆水准器.

1.微倾式水准仪通过圆水准器来安平仪器,通过符合长水准器来安平视线.在测量中,就仪器自身而言,测量精度除竖轴影响外,还与水准器灵敏度的高低有很大关系.具体体现在:

水准器格值影响格值越小灵敏度越高

所用液体的性质常用的封装液体有乙醇和乙醚.由于乙醚对玻璃内壁的附着力比乙醇小,在同样的条件下,水准器灌注乙醚要比灌注乙醇灵敏度高些.实际上,很多精密水准器都是注入乙醚的,然而,乙醚的沸点(+35℃)太低,热膨胀系数大,气泡的长度受气温变化的影响太烈.所以中低精度的水准器,多采用乙醇和乙醚的混合液.

温度变化的影响主要是气泡的变化,在外业观测中可以看到,当玻璃管和内部液体在太阳辐射影响下而变热时,则气泡移向太阳一边,因此,夏天在野外施测时,要打遮阳伞.更明显而又直观的是,由于温度变化而引起气泡长度的改变对水准管灵敏度的影响.水准器内灌注的酒精和乙醚,都是冰点低挥发性大的液体,对温度的变化非常敏感.当气温升高时,液体迅速膨胀,气泡体积缩小,长度变短,因此灵敏度降低.在实际中,要注意防止由于温度的变化而对测量结果的影响.2.自动安平水准仪从以上分析可知,直到目前为止,水准器还是测量仪器上的一个薄弱环节.它要求既严格,制造又麻烦,受外界条件变化的影响又大.而在作业过程中,要使气泡居中也是一件费时的工作.尤其在精密水准测量时,为了使气泡精确地符合,往往要花费观测的大部分时间.观测时间一拉长,由于外界条件的变化,又给观测成果带来了不良影响.这一直是测量工作的一个难题.为此,自动安平水准仪就应运而生.

自动安平的原理1.可动十字丝型仪器倾斜的同时,设法使十字丝相对于仪器作反方向摆动,使视准轴保持在水平方向,不受仪器倾斜的影响,实现自动安平.特点:用吊丝将十字丝板悬吊起来,相对仪器做反方向摆动。2.改变视线型仪器倾斜的同时,通过悬吊的补偿棱镜,使正确的标尺读数平移到十字丝上,实现自动安平.特点:在物镜与十字丝之间用吊丝悬吊反射棱镜.应用最广泛.

.水准仪的维护与保养

水准仪应精心维护保养,以保证仪器精度及使用效率.1.测量工作完成后,将仪器各部表面清洁干净,放入仪器箱内.2.光学零件表面使用软毛刷和专用的镜头纸清洁擦拭,切忌用手指触摸镜片.3.仪器如有故障或损坏,须由熟悉仪器结构并有一定修理经验的技术人员进行检修,或送往专业的维修机构修理.4.仪器箱内的干燥剂,如日久失效,可进行烘烤后再用或更换新干燥剂,必须保证仪器箱内干燥.5.仪器应存储于干燥,清洁,通风良好的地方.6.每次测量作业时,应进行常规项目的检查,使用时严格按照操作规程,使用间隔一段时间后,应进行系统的检校,此项工作有专业人员完成..水准仪常见故障与检修竖轴部分水准仪照准部分的转动,要求轻松自如,平滑均匀,没有紧涩,卡死或松紧不一,晃动等现象.照准部旋转时出现的故障,多系竖轴部分的故障所引起.1.照准部转动出现紧涩或卡死现象一.竖轴或轴套内缺油,用油不当或脏污引起可以将竖轴拨出,用汽油清洁干净,加上特5号精密仪表油或其它轴系专用油即可二.竖轴与轴套的接触面有锈斑可以将竖轴拨出,用扁形竹签蘸煤油刮除,然后用棉签把锈末清洁干净,再用研磨膏抛光,最后再用汽油把竖轴和轴套清洁干净,加油装上即可三.制动环缺油或脏污可以将制动环拆下来清洁干净,加油装上即可四.竖轴位置高低不合适可以通过竖轴轴套底部的调节螺丝来调整竖轴位置的高低来解决五.摩擦制动环松紧螺钉旋的太紧可以调整摩擦制动环松紧调节螺丝,调到照准部旋转时不太紧涩,而微动螺旋又能起作用止六.竖轴或轴套变形当变形量很小时,可以用研磨竖轴或轴套的方法修复,若变形量大,更换竖轴和轴套2.照准部转动出现晃动现象一.竖轴或轴套因磨损而致间隙加大可以将竖轴拨出,清洁后换上粘度较大的精密仪表油二.竖轴与托架的连接螺丝松动,或轴套与基座连接螺丝松动,拧紧即可制动螺旋部分1.扳把与制动螺旋之间产生滑动引起制动失效将扳把上的夹紧螺丝松开,用起子把制动螺旋向里拧到刚好能制动时为准,再把扳把放在处于制紧时的位置,然后旋紧扳把上的夹紧螺丝即可2.制动螺旋的顶杆长度不够或制动块丢失,都会使制动失效,只需重配即可微动螺旋部分1.微动螺旋失效一.微动螺旋的顶针和弹簧套的尖头,没顶在微动杆的圆窝内,引起微动失效只要将微动螺旋和弹簧套拆下来重装,使顶针和弹簧套的尖头对准微动杆上的圆窝即可二.微动螺旋的枣形螺母没固定住,而随微动螺杆一起转动引起微动螺旋失效将整个微动螺旋拆下重装即可三.竖轴转动过紧或卡死,也会引起微动螺旋失效四.微动弹簧使用日久后弹性不足,也会引起微动螺旋失效五.摩擦制动环太松而没有起到制动的作用时,微动螺旋也会失效只要将摩擦制动环松紧调节螺丝适当旋进一些即可2.微动螺旋转动时过紧或卡死一.微动螺旋的螺杆与螺母缺油,脏污或进入灰沙等所引起只要卸下来刷洗干净,上油重装即可二.松紧调节罩位置不合适三.竖轴转动过紧或卡死,也会引起微动螺旋顶杆的推进,导致微动旋转紧涩四.螺杆或螺母变形,螺纹碰伤所引起3.微动螺旋转动过松或晃动螺纹磨损较大,松紧调节罩没调节好所引起.拆下来清洁干净,加上较稠的油脂,并将松紧调节罩调好,一般故障即可消除.微倾螺旋部分与微动螺旋机构相似,其故障排除方法也相同.另外还多了弹簧板,俯仰板,顶针等微倾部分机构.当转动微倾螺旋时,望远镜有跳动现象或弹簧板有”叭叭”响声时,多半是顶针的针尖磨秃或顶针调节螺丝及微倾弹簧板上的圆窝磨平了,可视故障产生的部位和程度进行修整(如将顶针的针尖磨尖,或将圆窝再钻深一点等).此外,微倾螺旋因微倾范围不合适而失效时,可以用俯仰板上的顶针调节螺丝来调整顶针的高低,使符合水准器泡符合即可.脚螺旋部分1.脚螺旋旋转时过紧或卡死一般是螺杆与螺母缺油,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.故障的排除与处理方法,与微动螺旋部分相同2.脚螺旋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3.脚螺旋旋转时,忽松忽紧,松紧不一一般是脚螺旋受到碰撞使螺杆变弯4.脚螺旋旋转时不起升降作用(失效)一般是螺母与螺杆一起转动,即脚螺旋的枣形螺母没固定住..调焦螺旋部分1.调焦螺旋转动时过紧或有响声.拆下重装2.调焦螺旋转动时过松或有晃动现象调焦齿轮与齿条之间磨损较大或啮合太松所引起,涂上粘度较大的油脂,重装即可3.调焦滑筒在望远镜内运行过松或过紧磨损变大或变形,把调焦滑筒拔除,调整上面的弹性凸块或弹性板条.4.调焦螺旋转动时不起调焦作用(失效)调焦齿轮与齿条没啮合好,拆下重装二.光学经纬仪部分光学经纬仪与水准仪在构造上有不少相同之处，特别是望远镜系统和仪器的机械部分，基本上是相同的．而最明显的区别，则是光经增加了一组光学读数设备．即光路．１．指标水准器垂直角测量时，望远镜绕横轴做俯仰转动，竖盘跟着转动．但指标是固定不动的，因此，其俯仰角可以通过指标表示出来．然而，指标本身位置必须严格正确（在铅垂或水平的位置），为此，把指标与指标水准器连成一体，借助于水准器的气泡居中来使指标指在正确位置２.竖盘指标自动归零大多数光学经纬仪的指标是固定的，要实现竖盘指标自动归零，只需将指标与竖盘之间的光学棱镜悬吊起来，使倾斜后的指标影象自动归于９０°的铅垂位置，即实现自动归零用经纬仪观测角度时，首先要在测站上安置仪器，包括对中和整平（一）对中对中的目的，是使经纬仪水平度盘中心安置在过测站点上的铅垂线上．用脚螺旋对中（二）整平整平的目的是使仪器竖轴居于铅垂位置，即水平度盘水平．用脚架整平．实际上，对中整平常常结合起来，达到快速安置仪器，为测量做准备．

５.竖盘指标差的校正（ｉ≤１２″）影响垂直角读数，校正时分为：一．北光ＴＤＪ２，ＴＤＪ６，苏光Ｊ２－１，Ｊ２－２调整时，先旋下左支架一侧的一个小盖板，即可看到里面有上下两个调整螺丝．用改针按“松一紧一”的方法来拨动螺丝，即能达到调整指标差的目的．二，１００２厂Ｊ６，Ｊ６Ｅ通过升降符合长水准管的一端接触处上下螺丝来调整指标差６.光学对点器的检验和校正检验：将仪器安置在三脚架上，整平后，使对点器视准轴对准地面上某一标志，旋转照准部１８０°，若对点器中心偏离原标志，则需校正．校正：光学对点器的校正部件，随仪器的类型而异，有的借助于改动分划板的位置校正视准轴有的则移动转象棱镜校正视准轴．因此，校正时，应仔细分析．

三.电子经纬仪部分

电子经纬仪区别于传统的光学经纬仪,是它改变了以往的光学结构,用光栅盘代替了光盘,用电子读数系统取代了光学读数系统.工作原理:

由光栅盘的转动引起了指示光栅的光信号产生,通过光电转换器将光信号转换为电信号.由可编程逻辑器件判断是否过零,并判断左旋还是还是右旋并配合计数器开始计数,由多路转换器判断出水平盘或是垂直盘工作,所有信息传到CPU进行运算,CPU发出各项指令指挥工作,并把运算结果传到显示器显示.

垂直盘为何要过零?

水平角测量时,属于相对角度,即一个夹角,而垂直盘测垂直角时,有一个方向性,即铅垂方向.因此要有一个零位基准,当过零后,计数器才打开,进行计数,从而产生一个绝对的垂直角度值.这就是光栅增量式电子经纬仪开机后,在盘左水平位置要轻轻转动望远镜,直到垂直角有度数显示的原因.而南方测绘公司最新推出的绝对编码电子经纬仪,由于垂直度盘上刻有度数,因此,开机就可以测量,而不需要过零了..电子经纬仪的几何校正电子经纬仪是集光,机,电为一体的精密电子仪器,所有指标的校正,都应遵循一定的操作规范,在专业人员的指导下进行.长水准器,圆水准器,对中器,十字丝竖丝与横轴的垂直度的检校方法与光经相同1.竖轴与横轴的垂直度(高低差≤8″)校正原理就是修正横轴与竖轴的几何关系,使它们垂直,同光经2.视准轴与横轴的垂直度(2C≤8″)用望远镜十字丝中心对准100m远处的目标A,正镜读一个水平角读数a,倒镜读一个水平角读数b.仪器的2C=a-(b±180°)≤8″校正时,拆下目镜护盖,用改针拨动望远镜分划板左右两个拉丝直至2c符合要求3.指标差(i≤12″)用望远镜十字丝中心对准100m远处的目标A,正镜读一个垂直角读数a,倒镜读一个垂直角读数b.仪器的指标差i=(a+b-360°)≤12″校正时,按住v％键开机,仪器的垂直角过零.正镜用望远镜十字丝中心对准100m远处的与仪器等高的目标A,按v％键确认,倒镜对准同一点A,按v％键确认,仪器的i角就置入到内存中了

4.补偿器南方测绘仪器公司生产的电子经纬仪,为了提高垂直度盘测角时的精度和稳定性,在仪器内部设置有补偿器,该补偿器的校正只能由专业维修人员完成.

.电池的装卸,充电和维护取下电池盒时,按下电池盒顶部的按钮,顶部朝外向上将电池盒取出.装电池盒时,将电池盒底部插入仪器的槽中,按压电池盒顶部按钮,使其卡入仪器中固定归位.电池充电应用专用充电器NC-10,充电时间约为6小时.每次取下电池时,都必须先关掉仪器电源,否则仪器易损坏.日常使用中不要对刚充好电的电池,马上再次充电,否则会影响电池性能(记忆效应).1.充电时注意事项:尽管充电器有过充保护回路,充电结束后仍应将插头从插座中拔除.要在0～45℃温度范围内充电,超出此范围可能充电异常.慢充(小电流充电)对电池有好处,建议使用随机配套充电器充电.2.电池存储电池必须充电后存储,且至少每隔3个月应该为电池充电一次.如果放电后存储或者超过限期不充电,电池会因自动放电导致电量过低,造成不可逆损坏,影响电池电量.电池的自放电受温度既湿度的影响,高温及高湿会加速电池的自放电.推荐将电池存储在0到25摄氏度的温度范围以及干燥的环境下.3.新电池为了电池能达到最佳效能,新电池只有在两三次完全充放电的循环后才能达到最佳容量,每次充电时间6到8小时.镍氢电池在首次使用或者存储超过一个月充电时,在完全充满前20分钟左右充电器将自行停止充电,指示灯显示充电完成,此时须将充电器电源插头拔除,5秒后插上电源继续充电,直至指示灯显示充电完成.新电池可反复充电使用300到500次,请严格遵守上述注意事项..电子经纬仪维护与保养一.日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳,若在太阳下作业应安装滤光镜,并打遮阳伞.二.避免在高温和低温下存放和使用仪器,亦应避免温度骤变.三.仪器不使用时,应将其装入箱内,置于干燥处,注意防震,防尘和防潮.四.若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大,应先将仪器留在箱内,直到它适应环境温度后再使用仪器.五.仪器长期不使用时,应将仪器上的电池卸下来分开存放.电池应每月充电一次.六.运输应将仪器装入箱内,路途中应小心避免挤压,碰撞和剧烈震动,长途运输最好在箱子周围使用软垫.七.仪器安装至三脚架或拆卸时,要一只手先握住仪器,以防仪器跌落.八.外露光学件需要清洁时,应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净,切不可用其它物品擦拭.九.不可用化学剂擦拭塑料部件及有机玻璃表面,可用浸水的软布擦拭.十.仪器使用完毕后,用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘,仪器被雨水淋湿后,切勿通电开机,应及时用干净软布擦干并在通风处放一段时间.十一.作业前应仔细全面检查仪器,确信仪器各项指标,功能,电源,初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业.十二.即使发现仪器功能异常,非专业维修人员不可擅自拆开仪器,以免发生不必要的损坏.四.全站仪部分相位法测距原理:发射锁相环本振棱镜基准信号接收放大计数器电经显示

本振振荡器产生恒定频率的本振信号,通过锁相环使主振频率与之保持一固定差,驱动发光管产生调制光波,经棱镜返回后,由接收器接收,经混频产生低频信号,经放大后送检相计数器同早期送到的基准信号进行比相,得出发射时刻调制光波的相位差,送CPU计算并显示距离.测距公式为:

D=L×(N+△N)其中:L____测尺长N____整波数

△N__非整波数的尾数4.相位计精度问题目前几乎所有的仪器都使用数字相位计实现高分辨力测相.多周期测量实现±1误差,噪声误差的自然抵偿是重点.5.光能衰减对测程的影响问题光的发射和传输衰减将造成回光强度随距离的增大而急剧减弱,为了获得较远的测程,选用亮度和高度集中的发光管,设计高度会聚的光路系统,高灵敏度的雪崩接收二极管,设计高增益低噪声接收放大器是必要的.6.幅相误差问题由于数字测相必须将模拟中频信号(正弦波)转化成数字信号(方波),这一过程是非线性的,容易产生幅相误差,即因信号幅度(强度)不同引入的转换附加相差.在实际作业中,远距离和近距离的回光信号强度差距是极其悬殊的,所以都必须使用自动减光系统(自动光强控制系统)和自动增益控制的中频放大器,以保证信号在整形前幅度一致.这也是实现高精度距离测量的技术关键.7.周期误差问题对精密相位测量来说,同频率干扰信号是致命的误差源,因为频率相同就不可以用滤波器将过滤.屏蔽和隔离是有效的解决办法.8.电路固有延迟问题相位测量虽然可以获得极高的时间差分辨力,但所测得的的时间差既包含了电磁波在被测距离的延迟,也包括了电信号在电路上的延迟.所以仪器中都设计有内光路测量过程,就是直接将发射光短路回接收