【中華百科全書●工學●水準儀】

楊籍富

【中華百科全書●工學●水準儀】

 

水準儀（Level）之主要用途為測定兩點間之高程差，以推算地面諸點之高程。

 

其構造分為一、望遠鏡，二、水準器，三、支架與橫樑，四、基座，如附圖1所示。

 

水準儀構造之基本原理必須滿足一定之條件，即望遠鏡之照準軸Z必須平行於水準器之水準軸L，而兩者又必須與垂直軸V相垂直。

 

藉基座之定平螺旋，使水準軸水平，藉此水平視線以比較兩點間之標尺讀數，從而推算此兩點之高程差，茲將其構造分述如次：一、望遠鏡：係由物鏡、目鏡、十字絲所組成。

 

物鏡之作用在使所觀測之物體產生清晰之影像呈現於目鏡前之十字絲面上，通常採用複合透鏡，以消除球面像差（SphericalAberration）與色像差（ChromaticAberration），使影像清晰。

 

目鏡亦為複合透鏡所組成，其作用是放大十字絲面上由物鏡所構成之影像，以便觀測。

 

目鏡有正像與倒像之分，正像目鏡係由四片平凸透鏡組成，由於透鏡增多，不僅減少鏡頭視野之明亮度，且使鏡筒增長，普通水準儀多為正像目鏡；

 

倒像目鏡係由兩片平凸透鏡組成，其缺點是觀測不便，易致錯誤，其優點是放大倍率強，映像清晰，精密水準儀多為倒像目鏡。

 

十字絲之作用是使儀器能精確照準目標，新式水準儀之十字絲皆刻有視距絲，供光學視距測量之用。

 

十字之中心與望遠鏡中心之連線，稱為望遠鏡之照準軸（LineofCollimation）或稱視線（LineofSight）。

 

二、水準器：為檢視儀器是否水平之裝置，其形式有管狀與圓形兩種。

 

水準儀上之水準器以管狀為主，因其精度較佳之故。

 

水準器感應愈靈敏，儀器之性能愈優良。

 

其表示的方式有二：其一為圓心角法，其二為曲率半徑法。

 

圓心角愈小，氣泡之靈敏度愈大；

 

曲率半徑愈大，氣泡之靈敏度亦愈大，性能亦愈佳。

 

水準器之切線稱為水準軸，當氣泡居中時，水準軸水平，反之則否。

 

三、支架與橫樑：水準儀之望遠鏡係裝置於支架之上，支架下連橫樑，其中央有與其互相垂直之縱軸，此縱軸成錐體形，插入底部之錐形套筒內，可使望遠鏡作水平方向旋轉，縱軸上有止動及微動螺旋，以控制旋轉運動。

 

四、基座：縱軸套筒下連四個或三個定平螺旋，支持在一圓盤（或平板）之上，圓盤上有螺旋，可用於與三腳架連接。

 

轉動定平螺旋，可使儀器平置，視線水平。

 

水準儀依其構造之不同，有轉鏡與定鏡之分，凡望遠鏡能橫轉或縱轉者，稱為轉鏡水準儀（WyeLevel），如附圖2所示;凡望遠鏡固結於儀器之縱軸上，不能縱轉，亦不能橫縱者，稱為定鏡水準儀（DumpyLevel）。

 

轉鏡水準儀之優點為儀器之校正比較方便，但易鬆動，不如定鏡水準儀堅實，故精密水準儀多為定鏡。

 

（劉承洲）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=4460