自动安平水准仪查看源代码讨论查看历史

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自动安平水准仪是指在一定的竖轴倾斜范围内，利用补偿器自动获取视线水平时水准标尺读数的水准仪。是用自动安平补偿器代替管状水准器，在仪器微倾时补偿器受重力作用而相对于望远镜筒移动，使视线水平时标尺上的正确读数通过补偿器后仍旧落在水平十字丝上。自动安平的补偿可通过悬吊卜字丝，调在焦镜筒至十字丝之间的光路中安置一个补偿器，和在常规水准仪的物镜前安装单独的补偿附件等3个途径实现。用此类水准仪观测时，当圆水准器气泡居中仪器放平之后，不需再经手工调整即可读得视线水平时的读数。它可简化操作手续，提高作业速度，以减少外界条件变化所引起的观测误差。

自动安平原理

自动安平水准仪是借助位于光路中的补偿器在微小倾斜范围内自动整平望远镜视准轴的。其原理参见下图，当望远镜处于水平位置时，由标尺上某点进入望远镜的瞄准光速通过分划板中心Fc，如果望远镜对水准轴倾斜一个微小角度a，在分划板上的点象将高于或低于F0一个数值，从而在标尺上产生一个读数差 假如在望远镜光路中某个节点K的位置上加上一组控制元件，改变光路方向，使其偏转一个 角后正好通过分划板的中心F0，就可以达到整平视准轴的目的。 显然，要使瞄准光束偏转后正好通过点F0，必须满足下列关系 式中f是物镜焦距。比值V通常叫补偿器的放大因素或称补偿系数，它与节点K的位置有关。补偿器一般设在望远镜内部物镜和分划板之间，并且为安装方便和减小补偿器的尺寸和重量而靠近象平面，因此V值大于2。

补偿器结构

为了符合自动安平要求，根据补偿原理，补偿器应由以下三部分组成： 灵敏元件 该元件是在望远镜倾斜时能使补偿元件作相应倾斜或位移作用的元件，它同时又对补偿元件起连接或支承作用。灵敏元件决定着补偿系统活动部分的灵敏度和工作可靠性，因此要求它的内摩擦力极小和有足够的机械强度。常用的有吊丝、簧片、扭丝、滚珠轴承等。 补偿元件 该元件是改变光路以使倾斜量得到适当补偿的作用元件。用得较多的有物镜、分划板、反光镜、棱镜等。 阻尼系统 为使上述活动部分在尽可能短的时间(通常在1秒之内)内稳定下来，需要采用阻尼系统，最常用的有空气式阻尼器和电磁式阻尼器两种。前者利用活塞在缸体中形成的微小气囊对摆体产生粘滞作用使之达到平稳，后者则利用金属摆体通过电磁场时切割磁力线产生的涡流作用而使摆体趋于稳定。 上述作用元件中，决定安平机构工作性能和特点的主要是灵敏元件。

种类

自动安平水准仪补偿器，按照阻尼方式可分为空气阻尼补偿器和磁阻补偿器。其中磁阻尼补偿器按照构造不同有可分为台式磁阻尼补偿器、交叉式磁阻尼补偿器。

应用

空气阻尼补偿器，受环境周边磁场影响小，但由于装配工艺复杂多应用于产量不大、精度要求高的自动安平水准仪。 交叉式磁阻尼补偿器，装配工艺简单、部件精度要求不是很苛刻、成本低廉，但该补偿器对于倒置后若经受较强烈震动后，由于吊线弯折变形引起补偿功能失效的概率非常高；所以这种补偿器目前被广泛应用于中低档自动安平水准仪，而很少被应用于高档仪器当中。 台式磁阻尼补偿器，装配工艺相对复杂、对部件要求比较高、成本比较高，但由于抗震优于其它补偿器，多被应用于中、高档自动安平水准仪。