乐山马边彝族自治全站仪检测第三方校准机构
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发展史
水准仪是在17~18世纪发明了望远镜和水准器后出现的。20世纪初,在制出内调焦望远镜和符合水准器的基础上生产出微倾水准仪。50年代初出现了自动安平水准仪,60年代研制出激光水准仪。90年代研制出了数字水准仪。历史上,还有老式的活镜水准仪等。
分类
水准仪,英文:level,
水准仪
水准仪
建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。主要部件有望远镜、管水准器(或补偿器)、垂直轴、基座、脚螺旋。按结构分为微倾水准仪、自动安平水准仪、激光水准仪和数字水准仪(又称电子水准仪)。按精度分为精密水准仪和普通水准仪借助微倾螺旋获得水平视线。其管水准器分划值小、灵敏度高。望远镜与管水准器联结成一体。凭借微倾螺旋使管水准器在竖直面内微作俯仰,符合水准器居中,视线水平。
折叠自动安平
借助自动安平补偿器获得水平视线。当望远镜视线有微量倾斜时,
自动安平水准仪
自动安平水准仪
补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而迅速获得视线水平时
的标尺读数。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定。
折叠激光水准仪
利用激光束代替人工读数。将激光器发出的激光束导入望远镜筒内使其沿视准轴方向射出水平激光束。在水准标尺上配备能自动跟踪的光电接收靶,即可进行水准测量
折叠数字水准仪
这是20世纪90年代发展的水准仪,集光机电、计算机和图像处理等高新技术为一体,是现代科技新发展的结晶。
折叠编辑本段仪器原理
折叠微倾水准仪
借助于微倾螺旋获得水平视线的一种常用水准仪。作业时先用圆水准器将仪器粗略整平,每次读数前再借助微倾螺旋,使符合水准器在竖直面内俯仰,直到符合水准气泡居中,使视线水平。微倾的精密水准仪同普通水准仪比较,前者管水准器的分划值小、灵敏度高,望远镜的放大倍率大,明亮度强,仪器结构坚固,特别是望远镜与管水准器之间的联接牢固,装有光学测微器,并配有精密水准标尺,以提高读数精度。中国生产的微倾式精密水准仪,其望远镜放大倍率为40倍,管水准器分划值为10″/6毫米,光学测微器小读数为0.06毫米,望远镜照准部分、管水准器和光学测微器都共同安装在防热罩内。
折叠自动安平
借助于自动安平补偿器获得水平视线的一种水准仪。它的特点主要是当望远镜视线有微量倾斜时,补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动,从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。补偿的基本原理是:当望远镜视线水平时,与物镜主点同高的水准标尺上物点P构成的像点Z0应落在十字丝交点Z上。当望远镜对水平线倾斜一小角α后,十字丝交点Z向上移动,但像点Z0仍在原处,这样即产生一读数差Z0Z。当很小时可以认为Z0Z 的间距为α×f′(f′为物镜焦距),这时可在光路中K点装一补偿器,使光线产生屈折角β,在满足α×f′=β×S0(S0为补偿器至十字丝中心的距离,即KZ)的条件下,像Z0就落在Z点上;或使十字丝自动对仪器作反方向摆动,十字丝交点Z落在Z0点上。
如光路中不采用光线屈折而采用平移时,只要平移量等于Z0Z,则十字丝交点Z落在像点Z0上,也同样能达到Z0和Z重合的目的。自动安平补偿器按结构可分为活动物镜、活动十字丝和悬挂棱镜等多种。补偿装置都有一个"摆",当望远镜视线略有倾斜时,补偿元件将产生摆动,为使"摆"的摆动能尽快地得到稳定,装一空气阻尼器或磁力阻尼器。这种仪器较微倾水准仪工效高、精度稳定,尤其在多风和气温变化大的地区作业更为显著。
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检验
(1)照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。
校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴.即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉,使气泡向正中间位置退回一半.为使竖轴竖直,再用脚螺旋使气泡居中即可.此项检验与校正反复进行,直到满足条件为止。
(2)十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点,使望远镜绕横轴上下转动,如果小点始终在竖丝上移动则条件满足.否则需要进行校正.
校正时松开四个压环螺钉(装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动,校好后将压环螺钉旋紧。
(3)视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标,盘左盘右观测之,取它们的读数(顾及常数180度)即得两倍的c(c=1/2(ɑ左-ɑ右)
(4)横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。以盘左位置瞄准墙壁高处一点p(仰角好大于30度),放平望远镜在墙上定出一点m1。倒转望远镜,盘右再瞄准p点,又放平望远镜在墙上定出另一点m2。如果m1与m2重合,则条件满足,否则需要校正。校正时,瞄准m1、 m2 的中点m,固定照准部,向上转动望远镜,此时十字丝交点将不对准p点。抬高或降低横轴的一端,使十字丝的交点对准p点。此项检验也要反复进行,直到条件满足为止。以上四项检验校正,以一、三、四项为重要,在观测期间好经常进行。每项检验完毕后旋紧有关的校正螺钉。
折叠编辑本段前景
随着计算机技术的不断发展与应用以及用户的特殊要求与其它工业技术的应用,全站仪出现了一个新的发展时期,出现了带内存、防水型、防爆型、电脑型等等的全站仪。
目前,世界上的全站仪:测角精度(一测回方向标准偏差)0.52,测距精度 1mm+1ppm。利用ATR功能,白天和黑夜(无需照明)都可以工作。全站仪已经达到令人不可致信的角度和距离测量精度,既可人工操作也可自动操作,既可远距离遥控运行也可在机载应用程序控制下使用,可使用在精密工程测量、变形监测、几乎是无容许限差的机械引导控制等应用领域。
全站仪这一常规的测量仪器将越来越满足各项测绘工作的需求,发挥更大的作用。
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光在真空(因为在空气中与在真空中的传播速度差不多,所以一般用在空气的传播速度)中的速度与光在该材料中的速度之比率。材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强。折射率越高,镜片越薄,即镜片中心厚度相同,相同度数同种材料,折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论,εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关,称色散现象。光由相对光密介质射向相对光疏介质。且入射角大于临界角,即可发生全反射。
基本介绍
光在空气中的速度与光在该材料中的速度之比率。材料的折射率越高,使入射光发生折射的能力越强。
折射率越高,镜片越薄,即镜片中心厚度相同,相同度数同种材料,折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。
折射率与介质的电磁性质密切相关。[折射率]
折射率
折射率
光从真空射入介质发生折射时,入射角γ的正弦值与折射角β正弦值的比值(sinγ/sinβ)叫做介质的“折射率”,简称“折射率”。它表示光在介质中传播时,介质对光的一种特征。
折射率与波长的关系
同一单色光在不同介质中传播,频率不变而波长不同。以λ表示光在真空中的波长,n表示介质的折射率,则光在介质中的波长λ'为
λ'=λ/n
折叠折射率
n=sinr/sinβ
设光在某种媒质中的速度为v,由于真空中的光速为c,所以这种媒质的折射率公式:
n=c/v
由于光在真空中传播的速度大,故其它媒质的折射率都大于1。同一媒质对不同波长的光,具有不同的折射率;在对可见光为透明的媒质内,折射率常随波长的减小而增大,即红光的折射率小,紫光的折射率大。通常所说某物体的折射率数值多少(例如水为1.33,水晶为1.55,金刚石为2.42,玻璃按成分不同而为1.5~1.9),是指对钠黄光(波长5893×10^-10米)而言。
折叠相对折射率
光从介质1射入介质2发生折射时,入射角θ1与折射角θ2的正弦之比n21叫做介质2相对介质1的折射率,即“相对折射率”。因此,“折射率”可以看作介质相对真空的折射率。它是表示在两种(各向同性)介质中光速比值的物理量。
相对折射率公式:n21=sinθ1/sinθ2=n2/n1=v1/v2
折射率
折射率
光学介质的一个基本参量。即光在真空中的速度c与在介质中的相速v之比
真空的折射率等于1,两种介质的折射率之比称为相对折射率。例如,介质的折射率为n1,第二介质的折射率为n2,则n21=n2/n1称为第二介质对介质的相对折射率。某介质的折射率也是该介质对真空的相对折射率。于是折射定律可写成如下形式
n1sinθi=n2sinθt
折叠影响折射率的因素
两种介质进行比较时,折射率较大的称光密介质,折射率较小的称光疏介质。
折射率
折射率
折射率与介质的电磁性质密切相关。根据电磁理论,,εr和μr分别为介质的相对电容率和相对磁导率。折射率还与波长有关,称色散现象。手册中提供的折射率数据是对某一特定波长而言的(通常是对钠黄光,波长为5893埃)。气体折射率还与温度和压强有关。空气折射率对各种波长的光都非常接近于1,例如空气在20℃,760毫米汞高时的折射率为1.00027。在工程光学中常把空气折射率当作1,而其他介质的折射率就是对空气的相对折射率。
实验测定
介质的折射率通常由实验测定,有多种测量方法。对固体介质,常用小偏向角法或自准直法,或通过迈克尔逊干涉仪利用等厚干涉的原理测出;液体介质常用临界角法(阿贝折射仪);气体介质则用精密度更高的干涉法(瑞利干涉仪)。
折叠编辑本段测量方法
折叠偏向角法
对于一个顶角为θ、折射率为n待测的棱镜,将它放在空气中(n1=n2=1)。当棱镜表面的入射
折射率
折射率
角i1等于在第二表面的折射角折射率测量时,偏向角达到小值δmin,则(2)
用测角仪测定 δmin(图1)和θ,便可算出n。
用精度不低
折射率
折射率
于1角秒的大型精密测角仪,采用小偏向角法测定固体光学材料的折射率,可获得±5×10-6的测量精度,是各种测量方法中精度较高的一种。
折叠自准直法
在测角仪上也可采用自准直法测量材料的折射率。如图2所
折射率
折射率
示,光线在棱镜前表面的入射角为i,如果折射光线OC刚好垂直于棱镜后表面BD,则反射后的光路COS与入射光路SOC重合,称为自准直光路。由图2所示几何关系知道,此时光线在前表面的折射角i┡与棱镜顶角θ 相等,因此根据折射定律
n=sini/sinθ,
测出i和θ,即可求得n。
在测角仪上通过观察和调整来建立小偏向角光路或者自准直光路,不仅麻烦,且有主观误差,近年来,中国在数字式测角仪的基础上研制了全自动折射仪,在这种仪器上用小偏向角法或自准直法测折射率时能自动寻的,测量结果也能自动处理。测定波长范围可扩展到紫外和红外(0.2~15微米)。
折射率
折射率
临界角法 具有代表性的仪器是阿贝折射仪。 图3表示折射率 n待测的液体试样涂布在该仪器两块棱镜的接触面间(测固体试样时不需要进光棱镜)。 标准棱镜本身的折射率已知为 n0,在n0>n的条件下,光线折射进入标准棱镜。光线入射角不会超过90°,由折射定律知道折射角不会超
过 90°。
因此在仪器视场中看到与imax折射率测量对应的明暗分界线,根据明暗分界线位置的变化便可确定 n
折射率
折射率
值。假如光线逆行,则imax折射率测量正好是发生全反射的临界角,因此称为临界角法。
阿贝折射仪的光学系统见图4。在度盘上根据有关公式标出一系列n值,当分划板的叉丝中心对准明暗分界线时,可直接由度盘读出被测试样的n值,使用很方便。阿米奇棱镜用来消除分界线上的色散现象,因此,虽然采用白光而不用单色光源,仍能得到无色而清晰的明暗分界线。阿贝折射仪的折射率测量范围为1.3~1.7,精度Δn=±3×10-4。