⑴ 光學測微器的基本工作原理
測繪信息與工程Journal of Geomatics 2002 Aug:27(4) 23 文章編號:1007—381 7(2002)04—0023—02 中圖分類號:P245;TH741 文獻標識碼:B 光學測微器的原理、檢定及誤差分析路傑(中國地震局地震研究所.武漢市小洪山中區7o號.430071) 摘要著重討論了高精度光學測微器的基本工作原理、檢定方法及誤差分析。關鍵詞測微器;平板玻璃;光楔;檢定;誤差測微器是光學測量、計量儀器中的主要讀數設備.它使得測量更直接快捷、更精確。新的國家計量檢定規程對其性能進行了嚴格的技術要求,下面針對水準儀中高精度光學測微器(單平板測微和單光楔測微)進行探討。1 基本工作原理1.1 單平板測微光線以一定的入射角a通過平板玻璃後,光線會產生平行移動量z,或平板玻璃旋轉a角時,光線也會產生平行移動量Z(如圖1所示).即Z= d{1一Ecos~/(n。一sin。口)]「。)sina 一般採用正切機構有效地補償平板玻璃的非線性誤差,故光線移動量z的簡化公式為:Z—tanaEd(n一1)/,1] 當轉動平板玻璃.瀆出其轉角a,即可實現測微。平板玻璃的旋轉由齒條機構來帶動,齒條圖l 平板玻璃光學原理圖由裝在測微手輪同一軸上的齒輪來帶動,其工作原理如圖2 所示。當平板玻璃旋轉a角時,則有tana://R.其中為齒條移動量,為平板玻璃旋轉軸至齒條的距離.即一( /180)0。式中,r為齒輪的半徑,為齒輪轉角即測微輪轉角。故當平板玻璃旋轉a角時,光線移動量則為:板玻——、電廠、\、J,-●_ 一滄r 、■圖2 簡化機構實現圖Z —[(Yl一1)/n]tana—[( 一1)/n (丌r/180R) 可以看出,Z .故允許平板玻璃對望遠鏡視軸有較大傾角時,仍滿足誤差要求。1.2 單光楔測微在凋焦至無窮遠的情況下,當光楔旋轉一定角度時.光線將產生相對的偏移量,其工作原理如圖3所示。當光楔旋旋角時.光線偏移a角,投影到z軸和軸.則產生偏移分量a 和a 。一般觀測上下移動量.有一I口l sin//一(,2—1)Asln/~ 式中.為光楔折射率,為光楔楔角,可以看出ay~CA,因此在設計中無原理誤差。2 檢定方法按規程JJG 960—2001要求,測微器主要用於檢定調焦運行誤差時.必須進行示值誤差的檢定,其中一級測微器示值誤差小於等於0.1 5 mm。對正調焦儀器(如DS系列和DSZ 系列),按規程JJG .96O一2OO1要求進行檢定和數據處理。對負調焦儀器(如JSJ系列檢驗儀)採取如下方法:可用2~3台同等級正』圖3 光楔工作原理圖調焦儀器的測微器先進行互比,再以其為標准,檢定負調焦儀器測微器;也可用更高等級的測微器直接檢定。少數高精度儀器(如JSJ系列檢驗儀)還包括光楔測微器,可以精度高於此光楔測微器的光電自準直儀作為標准儀器,將JSJ系列檢驗儀調焦至無窮遠,按規程JJG 960-2001要求進行檢定和數據處理。3 誤差分析3.1 平板測微器1)原理誤差。平板測微器因採用正切機構而產生原理誤差。已知儀器d一26 rflm,n= 1.516 3,最大角口一29.457。,則AZ?= I [( 一1)/n]tan口一dE1一COSG?/(,2 一sin 口) ]sin~n1a I一0.024 mFi1 在實際中.通過校正行差,使得△z?一0.024 × 4O 一0.01 mm 一10 m 即1—10 m 。2)加工引起的誤差:。主要有平板玻璃的加工誤差、齒輪齒條的嚙合間隙誤差以及齒條上的連接頭與平板玻璃連接槽之間的間隙誤差。a.平板玻璃的加工誤差又分為:①平板玻璃的平行差,當< 1 時對光線偏移量的影響可忽略不記。②平板玻璃的最小焦距,當表面光圈N≤O.1時對光線的偏移量沒有影響。⑧平板玻璃的厚度差△對光線偏移量的影響。已知△≤0.02 mm,一1.516 3,取口角最大值為29.457。,變換系數取K= ~/3(以下K 均取此值),則有維普資訊http://www.cqvip.com 24 測繪信息與工程Jou rnal of Geomatics 2002 Aug;27(4) ,2】=△z/K = △[(,2—1)/(Kn)]tans一0.02× [(1.51 6 3—1)/。。。。一(、/3 × 1.51 6 3)]tan29.457= 2 m b.齒輪萏醯哪齪霞湎段蟛睢!S捎誆捎昧說*性機構.嚙合間隙在0.5 ~3 之間,已知測微手輪的最小刻線間隔為1OO ,最小刻度單位為0.05 mm,則,」2 2—3/100 × 0.05× 1/K = 1/*m 12.齒條上的連接頭與平板玻璃連接槽之間的間隙誤差,z s。配合間隙產生轉角誤差為±As,已知最大配合間隙△= 0.009 mm,到轉動軸的距離r 一1 9 mm,則,23一AZ/K = 1/~/3 × [(,2—1)/n]tan2Aa= 1/3 × [26× (1.51 6 3—1)/1.516 3]tan2× (360× 0.009/(2 × 1 9)一5/*m 由此,可得加工的中誤差,2= (2。+ 1 + 5 ) 一6/*m 3)人為誤差m 。主要有以下幾種情況引起:a.瞄準誤差挑l。已知Ni002測微器望遠鏡放大率V一42,P =1 5 ,則,3 一± fi/K 一± P × 5× 10s/(KVp )一± (15 × 5× 10。)/(~/3 × 42× 20 626 5 )一5/*m b.JSJ檢驗儀平板測微器估讀誤差已知最小刻度r 一0.05 mm,則,32= r/SK = 0.05/5 ~/3 —6/*m c.Ni002測微器估讀誤差,已知最小刻度r一0.05 mm,則。一6 m,由此,可得人為的中誤差:,3一(5 + 6 + 6。) = 10 m d.比對儀器引入的誤差。多次檢定Ni002測做器,取試驗平均值,一1 5 m。綜合3.1節的分析,得出JSJ系列檢驗儀平板測微器的誤差為:平板一( f+ ;+ ;+ ?」一22/*m 3.2 光楔測微器1)加工引起的誤差。主要有光楔楔角加工誤差引起的示值誤差、光楔的最小焦距誤差以及機械配合間隙引起的誤差。a.光楔楔角加工誤差△A 引起的示值誤差已知JSJ 儀器楔角誤差△A 的最大范圍為± 0.5」,一1.51 6 3,口= 90。,則ll—As /K 一(,z一1)AA?sinAfi/K 一(1.516 3—1)×0.5×sin90/了一o.15,b.光楔的最小焦距誤差。當表面光圈N≤0.2時.對光線的偏移量沒有影響。c.機械配合間隙引起的誤差。。加工精度可以保證間隙在5 ~1 5 之間.則l2=As /K = (,z一1)AsinAfi/K = 3O」× sin1 5 /~/3 :0.08」由此,可得加工引起的中誤差l= ( l+ 2)」= o.1 7」2)人為誤差。。主要有以下幾種情況引起:a.瞄準誤差:。。已知o.5」級光電自準直儀放大率為51,取P;一1 5」,則2l=4-(fl/K)= ± (P~/KV)一± (1 5"/~/3 × 51)一0.1 7」b.JSJ檢驗儀光楔測微器估讀誤差。:。已知最小刻度z-= 1」,則2 2= r/SK 一1/5 ~/3 = 0.12」c.0.5 級光電自準直儀測微器估讀誤差。,已知最小刻度r:0.5」,則23一r/SK 一0.5/5 ~/3 = o.06 由此,可得人為的中誤差:2= (0.1 7 + o.1 2 + o.06。) 一o.22 綜合3.2節的分析,得出jsj系列檢驗儀光楔測微器的誤差為:= ( + ;) 一(0.17。+ 0.22 ) 。= 0.28」4 結束語通過對高精度光學測微器的基本工作原理、檢定方法及誤差分析的討論,可以看出,此類測微器可作為高精度計量標准儀器中的讀數測微裝置。參考文獻[1] 唐務浩.陳敬芬.大地測量儀器學[M].武漢:武漢測繪科技大學出版社.1995.[2] 王爾祺.光學儀器精度分析[M ]、北京:測繪出版社.I988.[3] 蘇瑞祥.大地測量儀器[M].北京:測繪出版社.I979.收稿日期:2002—04—18.作者簡介:路傑,工程師.主要從事計量標准儀器研製及計量檢定方法研究。PRINCIPLE,VERIFICATION ADN ERROR ANALYSIS OF OPTICAL M ICROMETER LU Jie (Institute of Seism ology·China,Seismology Bureau.70 M iddle Xiaohongshan.W uhan 43007 1.Ohina) ABSTRACT This paper m ainly discusses the basic principle,verification method and error analysis of high accuracy optical m icrometer.KEY WORDS microm eter;plane parallel glass;optical wedge;verification:error 維普資訊http://www.cqvip.com
⑵ 螺旋測微器 怎麼讀數
讀數方法
1、先讀固定刻度
2、再讀半刻度,若半刻度線已露出,記作 0.5mm;若半刻度線未露出,記作 0.0mm;
3、再讀可動刻度(注意估讀)。記作 n×0.01mm;
4、最終讀數結果為固定刻度+半刻度+可動刻度+估讀
由於螺旋測微器的讀數結果精確到以mm為單位千分位,故螺旋測微器又叫千分尺。
在圖中,固定刻度即下面刻度為8,半刻度線有露出,所以是0.5mm,側面的0-10即可動刻度,讀數為6.1,按照規則為6.1×0.01mm=0.061mm。
綜上,最終讀數為8+0.5+0.061=8.561mm。
(2)平板測微器使用方法擴展閱讀
注意事項
①測量時,注意要在測微螺桿快靠近被測物體時應停止使用旋鈕,而改用微調旋鈕,避免產生過大的壓力,既可使測量結果精確,又能保護螺旋測微器。
②在讀數時,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經露出。
③讀數時,千分位有一位估讀數字,不能隨便扔掉,即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊,千分位上也應讀取為「0」。
④當小砧和測微螺桿並攏時,可動刻度的零點與固定刻度的零點不相重合,將出現零誤差,應加以修正,即在最後測長度的讀數上去掉零誤差的數值。
⑶ 使用光學測微器的方法
。。。仍然用毫米,比如100份中的25個讀作0.25mm。
⑷ 如何測螺旋測微器
螺旋測微器又叫千分尺,是一種精密的測量量具,下面將對螺旋測微器的原理、結構以及使用方法等內容進行講解。
什麼是螺旋測微器?
螺旋測微器又稱千分尺(micrometer)、螺旋測微儀、分厘卡,是比游標卡尺更精密的測量長度的工具,用它測長度可以准確到0.01mm,測量范圍為幾個厘米。
螺旋測微器的結構
以下為螺旋測微器的結構示意圖:
螺旋測微器工作原理
螺旋測微器是依據螺旋放大的原理製成的,即螺桿在螺母中旋轉一周,螺桿便沿著旋轉軸線方向前進或後退一個螺距的距離。因此,沿軸線方向移動的微小距離,就能用圓周上的讀數表示出來。
螺旋測微器的精密螺紋的螺距是0.5mm,可動刻度有50個等分刻度,可動刻度旋轉一周,測微螺桿可前進或後退0.5mm,因此旋轉每個小分度,相當於測微螺桿前進或後退這0.5/50=0.01mm。可見,可動刻度每一小分度表示0.01mm,所以以螺旋測微器可准確到0.01mm。由於還能再估讀一位,可讀到毫米的千分位,故又名千分尺。
螺旋測微器的使用方法
我們經常幫客戶用螺旋測微器連接我們的數據採集儀進行高效率的測量時,我們經常指導客戶在做螺旋測微器時需要做到以下幾點:
1)使用前應先檢查零點:
緩緩轉動微調旋鈕D′,使測桿(F)和測砧(A)接觸,到棘輪發出聲音為止,此時可動尺(活動套筒)上的零刻線應當和固定套筒上的基準線(長橫線)對正,否則有零誤差。
2)左手持尺架(C),右手轉動粗調旋鈕D使測桿F與測砧A間距稍大於被測物,放入被測物,轉動保護旋鈕D′到夾住被測物,直到棘輪發出聲音為止,撥動固定旋鈕G使測桿固定後讀數。
螺旋測微器的讀數方法
1、先讀固定刻度
2、再讀半刻度,若半刻度線已露出,記作 0.5mm;若半刻度線未露出,記作 0.0mm;
3、再讀可動刻度(注意估讀)。記作 n×0.01mm;
4、最終讀數結果為固定刻度+半刻度+可動刻度
由於螺旋測微器的讀數結果精確到以mm為單位千分位,故螺旋測微器又叫千分尺。
螺旋測微器的注意事項
•測量時,注意要在測微螺桿快靠近被測物體時應停止使用旋鈕,而改用微調旋鈕,避免產生過大的壓力,既可使測量結果精確,又能保護螺旋測微器。
•在讀數時,要注意固定刻度尺上表示半毫米的刻線是否已經露出。
•讀數時,千分位有一位估讀數字,不能隨便扔掉,即使固定刻度的零點正好與可動刻度的某一刻度線對齊,千分位上也應讀取為「0」。
•當小砧和測微螺桿並攏時,可動刻度的零點與固定刻度的零點不相重合,將出現零誤差,應加以修正,即在最後測長度的讀數上去掉零誤差的數值。
螺旋測微器的正確使用和保養
•檢查零位線是否准確;
•測量時需把工件被測量面擦乾凈;
•工件較大時應放在V型鐵或平板上測量;
•測量前將測量桿和砧座擦乾凈;
•擰活動套筒時需用棘輪裝置;
•不要擰松後蓋,以免造成零位線改變;
•不要在固定套筒和活動套筒間加入普通機油;
•用後擦凈上油,放入專用盒內,置於乾燥處。
⑸ 水準儀測微器讀數的詳細方法
轉動測微手輪使楔型絲精確卡住尺子上刻劃線,此時尺子上讀數加上測微手輪讀數(測微手輪讀數是小數點後數字)就是水準尺正確讀數,
⑹ 怎麼對千分尺的正確使用及保養
使用與保養
1、檢查零位線是否准確;
2、測量時需把工件被測量面擦乾凈;
3、工件較大時應放在V型鐵或平板上測量;
4、測量前將測量桿和砧座擦乾凈;
5、擰活動套筒時需用棘輪裝置;
6、不要擰松後蓋,以免造成零位線改變;
7、不要在固定套筒和活動套筒間加入普通機油;
8、用後擦凈上油,放入專用盒內,置於乾燥處。
(6)平板測微器使用方法擴展閱讀
外徑千分尺的結構由固定的尺架、測砧、測微螺桿、固定套管、微分筒、測力裝置、鎖緊裝置等組成。固定套管上有一條水平線,這條線上、下各有一列間距為1毫米的刻度線,上面的刻度線恰好在下面二相鄰刻度線中間。
微分筒上的刻度線是將圓周分為50等分的水平線,它是旋轉運動的。從讀數方式上來看,常用的外徑千分尺有普通式、帶表示和電子數顯式三種類型。
測量原理
根據螺旋運動原理,當微分筒(又稱可動刻度筒)旋轉一周時,測微螺桿前進或後退一個螺距──0.5毫米。這樣,當微分筒旋轉一個分度後,它轉過了1/50周,這時螺桿沿軸線移動了1/50×0.5毫米=0.01毫米,因此,使用千分尺可以准確讀出0.01毫米的數值。
⑺ 房屋沉降觀測用什麼儀器測量
一般情況下使用水準儀,要帶測微器的
⑻ 水準儀測微器使用方法
對准測量尺將測微器旋轉格值上,讀尺數再讀測微器指標線所對的數.挺簡單的.
⑼ 水準儀加測微器怎樣使用
DSZ2水準儀配FS-1測微器和銦瓦尺,可以滿足二等水準測量。
1、用水準儀望遠鏡照準目標,調節測微輪使燕尾絲卡住數值刻劃。
2、讀出尺上的讀數刻劃,再讀出測微器的數值,二者相加既是。尺上的單位是厘米,測微器的讀數單位是毫米。
3、水準儀說明書有使用方法。
⑽ DJ6型光學經緯儀及其操作
我國光學經緯儀按其精度等級劃分有DJ07,DJ1,DJ2,DJ6,及DJ15等幾種,DJ分別為「大地測量」和「經緯儀」的漢字拼音第一個字母,其下標數字07,1,2,6,15 分別為該儀器野外一測回方向觀測中誤差的秒數。DJ07,DJ1及DJ2型光學經緯儀屬於精密光學經緯儀,DJ6,DJ15型光學經緯儀屬於普通光學經緯儀。在建築工程中,常用的是DJ2,DJ6型光學經緯儀。盡管儀器的精度等級或生產廠家不同,但它們的基本結構是大致相同的。本節介紹最常用的DJ6型光學經緯儀的基本構造及其操作。
一、DJ6型光學經緯儀的基本構造
圖3-3所示為國產DJ6型光學經緯儀外貌圖,其外部結構件名稱如圖上所注,它主要由照準部、水平度盤和基座三部分組成。
1.照準部
照準部主要由望遠鏡、豎直度盤、照準部水準管、讀數設備及支架等組成。
望遠鏡由物鏡、目鏡、十字絲分劃板及調焦透鏡組成,其作用與水準儀的望遠鏡相同。望遠鏡的旋轉軸稱為橫軸。望遠鏡通過橫軸安裝在支架上,通過調節望遠鏡制動螺旋和微動螺旋使它繞橫軸在豎直面內上下轉動。
豎直度盤固定在橫軸的一端,隨望遠鏡一起轉動,與豎盤配套的有豎盤水準管和豎盤水準管微動螺旋。
照準部水準管用來精確整平儀器,使水平度盤處於水平位置(同時也使儀器豎軸鉛垂)。有的儀器,除照準部水準管外還裝有圓水準器,用來粗略整平儀器。
圖3-3 光學經緯儀外貌
1—基座;2—腳螺旋;3—軸套制動螺旋;4—腳螺旋壓板;5—水平度盤外罩;6—水平方向制動螺旋;7—水平方向微動螺旋;8—照準部水準管;9—物鏡;10—目鏡調焦螺旋;11—瞄準用的準星;12—物鏡調焦螺旋;13—望遠鏡制動螺旋;14—望遠鏡微動螺旋;15—反光照明鏡;16—度盤讀數測微輪;17—復測機鈕;18—豎直度盤水準管;19—豎直度盤水準管微動螺旋;20—度盤讀數顯微鏡
圖3-4 DJ6型經緯儀度盤讀數光路
讀數設備的光路圖如圖3-4所示,外來的光線經反光鏡(1)進入毛玻璃(2)分為兩路,一路經轉向棱鏡(3)轉折90°,通過聚光透鏡(4)及棱鏡(6),照亮水平度盤(5)的分劃線。水平度盤分劃線經復合物鏡(7)和轉向棱鏡(8)成像於平凸透鏡(9)的平面上。另一路光線經棱鏡(13)折射後照亮了豎直度盤(14),經轉向棱鏡(15)折射,豎直度盤分劃線通過復合物鏡組(16)轉向棱鏡(17)及菱形棱鏡(18),也成像於平凸透鏡(9)的平面上。這個平面上有兩條測微尺(刻有60 小格),兩個度盤分劃線的像連同相應測微尺上的刻劃一起經棱鏡(10)折射後傳到讀數顯微鏡(11)~(12),在目鏡(12)處讀數窗內讀取度盤讀數。
照準部的旋轉軸稱為豎軸,豎軸插入基座內的豎軸套中,照準部的旋轉是其繞豎軸在水平方向上旋轉,為了控制照準部的旋轉,在其下部設有照準部水平制動螺旋和微動螺旋。
2.水平度盤
水平度盤是由光學玻璃製成的圓環,圓環上刻有從0°至360°的等間隔分劃線,並按順時針方向加以注記,有的經緯儀在度盤兩刻度線正中間加刻一短分劃線。兩相鄰分劃間的弧長所對圓心角,稱為度盤分劃值,通常為1°或30′。
水平度盤通過外軸裝在基座中心的套軸內,並用中心鎖緊螺旋使之固緊。
當照準部轉動時,水平度盤並不隨之轉動。若需要將水平度盤安置在某一讀數的位置,可撥動專門的機構,DJ6型光學經緯儀變動(配置)水平度盤位置的機構有以下兩種形式:
1)度盤變換手輪:先按下度盤變換手輪下的保險手柄,將手輪推壓進去並轉動,就可將水平度盤轉到需要的讀數位置上。此時,將手鬆開手輪退出,注意把保險手柄倒回。有的經緯儀裝有一小輪即位置輪,與水平度盤相連,使用時先打開位置輪護蓋,轉動位置輪,度盤也隨之轉動(照準部不動),轉到需要的水平度盤讀數位置為止,最後蓋上護蓋。
2)復測機鈕(扳手):如圖3-3中(17)所示,當復測機鈕扳下時,水平度盤與照準部結合在一起,兩者一起轉動,此時照準部轉動時度盤讀數不變。不需要一起轉動時,將復測機鈕板上,水平度盤就與照準部脫開。例如,要求經緯儀望遠鏡瞄準某一已知點時水平度盤讀數應為0°00′00″,此時先把復測機鈕板上,轉動照準部,使水平度盤讀數為0°00′00″,然後把復測機鈕板下,轉動照準部,將望遠鏡瞄準某一已知點,其水平度盤讀數就是0°00′00″,觀測開始時,復測機鈕應板上。
3.基座
基座是支撐整個儀器的底座,並藉助基座的中心螺母和三腳架上的中心連接螺旋,將儀器與三腳架固連在一起。
基座上有三個腳螺旋,用來整平儀器。水平度盤的旋轉軸套套在豎軸軸套外面,擰緊軸套固定螺旋,可將儀器固定在基座上,松開該固定螺旋,可將儀器從基座中提出,便於置換照準標牌,但平時或作業時務必將基座上的固定螺旋擰緊,不得隨意松動。
二、讀數設備及方法
DJ6型光學經緯儀的讀數設備包括:度盤、光路系統及測微器。當光線通過一組棱鏡和透鏡作用後,將光學玻璃度盤上的分劃成像放大,反映到望遠鏡旁的讀數顯微鏡內,利用光學測微器進行讀數。各種DJ6型光學經緯儀的讀數裝置不完全相同,其相應讀數方法也有所不同,歸納為兩大類。
1.分微尺讀數裝置及其讀數方法
分微尺讀數裝置是顯微鏡讀數窗與物鏡上設置一個帶有分微尺的分劃板,度盤上的分劃線經讀數顯微鏡物鏡放大後成像於分微尺上。分微尺1°的分劃間隔長度正好等於度盤的一格,即1°的寬度。如圖3-5所示是讀數顯微鏡內看到的度盤和分微尺的影像,上面注有「水平」(或H)的窗口為水平度盤讀數窗,下面注有「豎直」(或V)的窗口為豎直度盤讀數窗,其中長線和大號數字為度盤上分劃線影像及其注記,短線和小號數字為分微尺上的分劃線及其注記。每個讀數窗內的分微尺分成60小格,每小格代表1′,每10小格注有小號數字,表示10′的倍數。因此,分微尺可直接讀1′,估讀到0.1′,化成秒為6的倍數。
圖3-5 DJ6型經緯儀讀數窗
分微尺上的0分劃線是讀數指標線,它所指的度盤上的位置就是應該讀數的地方。例如,圖3-5水平度盤讀數窗中,分微尺上的0分劃線已過215°,此時水平度盤的讀數肯定比215°多一點,所多的數值要看0 分劃線到度盤215分劃線之間有多少個小格來確定,顯然由圖3-5 看出,所多的數值為07′.8(估讀至0′.1)。因此,水平度盤整個讀數為 215°+07′.8=215°07′.8(記錄及計算時可寫作:215°07′48″)。
同理,圖3-5中豎直度盤整個讀數為78°+48′.2=78°48′.2(記錄及計算時可寫作:78°48′12″)。
實際在讀數時,只要看哪根度盤分劃線位於分微尺刻劃線內,則讀數中的度數就是此度盤分劃線的注記數,讀數中的分數就是這根分劃線所指的分微尺上的數值。可見分微尺讀數裝置的作用就是讀出小於度盤最小分劃值(例如1°)的尾數值,它的讀數精度受顯微鏡放大率與分微尺長度的限制。除北京北學儀器廠生產的紅旗型外,大部分國產DJ6儀器均採用這類讀數裝置。
2.單平板玻璃測微器裝置及其讀數方法
單平板玻璃測微器裝置主要由平板玻璃、測微尺、測微輪及傳動裝置組成。單平板玻璃與測微尺用金屬機構連在一起,當轉動測微輪時,單平板玻璃與測微尺一起繞同一軸轉動。從讀數顯微鏡中看到,當平板玻璃轉動時,度盤分劃線的影像也隨之移動,當讀數窗上的雙指標線精確地夾準度盤某分劃線影像時,其分劃線移動的角值可在測微尺上根據單指標讀出。
如圖3-6所示的讀數窗,上部窗為測微尺像,中部窗為豎直度盤分劃像,下部窗為水平度盤分劃像。讀數窗中單指標線為測微器指標線,雙指標線為度盤指標線。度盤最小分劃值為30′,測微尺共有30大格,一大格分劃值為1′,一大格又分為3小分格,則一小格分劃值為20″,讀數時可以估讀到1/4格,讀數結果的秒位為5的倍數。
讀數前,應先轉動測微輪(如圖3-6),使度盤雙指標線夾准(平分)某一度盤分劃線影像,讀出度數包括0°.5(30′)。如在圖3-6a中,雙指標線夾准水平度盤15°00″分劃線影像,讀出15°00″,再讀出測微尺窗中單指標線所指出的測微尺上讀數為12′00″,兩者合起來就是整個水平度盤讀數為15°00″+12′00″=15°12′00″。同理,在圖3-6b中,讀出豎直度盤讀數為91°00″+18′05″=91°18′05″。北京光學儀器廠生產的紅旗Ⅱ型和瑞士威特廠生產的WILDT1型光學經緯儀均屬此類讀數裝置。
圖3-6 外型經緯儀讀數窗
三、DJ6型光學經緯儀的基本操作
1.經緯儀安置
經緯儀安置包括對中和整平。對中的目的是使儀器的中心與測站點(標志中心)處於同一鉛垂線上;整平的目的是使儀器的豎軸豎直,使水平度盤處於水平位置。具體操作方法有用垂球安置和用光學對點器安置兩種。用光學對點器安置儀器,對中、整平是交叉進行的。
(1)對中
先打開三腳架,並安在測站點上,使架頭大致水平,架頭的中心大致對准測站標志,並注意腳架高度適中。然後踩緊三腳架,裝上儀器,旋緊中心連接螺旋,掛上垂球。若垂球尖偏離測站標志,就稍松動中心螺旋,在架頭上移動儀器,使垂球尖精確對中標志,再旋緊中心螺旋。若在架頭上移動儀器無法精確對中,則要調整三腳架的腳位,此時應注意先旋緊中心螺旋,以防儀器摔下。用垂球進行對中的誤差一般可控制在3mm以內。
若儀器上有光學對點器裝置時,可利用光學對點器進行對中。首先使架頭大致水平和用垂球(或目估)初步對中;然後轉動對點器目鏡,看清楚對點器的分劃,再伸縮對點器目鏡使測站標志的影像清晰;轉動腳螺旋,使標志影像位於對點器小圓圈(或十字分劃線)中心,此時儀器圓水準氣泡可能偏離,伸縮腳架使圓氣泡居中,但須注意腳架尖位置不得移動,再轉動腳螺旋使水準管氣泡精確居中。最後還要檢查一下標志是否仍位於小圓圈中心,若有很小偏差重復上述步驟,使其精確對中。用光學對點器對中的誤差可控制在1mm以內。由於此法對中的誤差小且不受風力等影響,常用於建築施工測量和導線測量中。
(2)整平
先松開照準部水平制動螺旋,使照準部水準管大致平行於基座上任意兩個腳螺旋連線方向,如圖3-7(a)所示,兩手同時轉動這兩個腳螺旋,使水準管氣泡居中(注意水準管氣泡移動方向與左手大拇指移動方向一致)。然後將照準部轉動90°,如圖3-7(b)所示,此時只能轉動第三個腳螺旋,使水準管氣泡居中。如果水準管位置正確,一般按上述操作方法重復1~2次就能達到整平的目的。當儀器精確整平後,照準部轉到任何位置,水準管氣泡總是居中的(可允許水準管氣泡偏離零點不超過一格)。
圖3-7 儀器整平
2.瞄準目標
角度測量時瞄準的目標一般是豎立在地面點上的測釺、花桿、覘牌等,測水平角時,要用望遠鏡十字絲分劃板的豎絲對准它,操作程序如下:
1)松開望遠鏡和照準部的制動螺旋,將望遠鏡對向明亮背景,進行目鏡調焦,使十字絲清晰;
圖3-8 瞄準目標
2)通過望遠鏡鏡筒上方的缺口和準星粗略對准目標,擰緊制動螺旋;
3)進行物鏡調焦,在望遠鏡內能最清晰地看清目標,注意消除視差,如圖3-8(a)所示;
4)轉動望遠鏡和照準部的微動螺旋,使十字絲分劃板的豎絲精確地瞄準(夾准)目標,如圖3-8(b)所示。如果目標是測釺或花桿,應盡可能瞄準目標的下部。
3.讀數
讀數前,先將反光照明鏡張開到適當位置。調節鏡面朝向光源,使讀數窗亮度均勻,調節讀數顯微鏡目鏡對光螺旋,使讀數窗內分劃線清晰,然後按前述不同類型光學經緯儀讀數方法進行讀數。