水準尺是水準测量使用的标尺,它用优质的木材或玻璃钢、铝合金等材料製成。常用的水準尺有塔尺、摺尺和双面水準尺三种。
基本介绍
- 中文名:水準尺
- 外文名:Leveling rod
- 用途:水準测量
- 材质:木材或玻璃钢、铝合金
- 常见:塔尺和双面水準尺
类型
塔尺
塔尺是一种套接的组合尺,其长度为3~5m,由两节或三节套接在一起,尺的底部为零点,尺面上黑白格相间,每格宽度为1cm,有的为0.5cm,在米和分米处有数字注记。
摺尺
摺尺与塔尺的刻划标注基本相同,只是尺子可以一分为二对摺。使用时打开,方便使用和运输。
双面水準尺
尺长一般为3m,两根尺为一对。尺的双面均有刻划,正面为黑白相间,称为黑面尺(也称主尺); 背面为红白相间,称为红面尺(也称辅尺)。两面的刻划均为1cm,在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始,而红面尺尺底,一根4.687m 开始,另一根从4.787m 开始。在视线高度不变的情况下,同一根水準尺的红面和黑面读数之差应等于常数4.687m和4.787m,这对常数称为尺常数,用K 来表示,以此可以检核读数是否正确。
精度分类
按精度高低可分为精密水準尺和普通水準尺。
(1) 普通水準尺
材料:用木料、铝材和玻璃钢製成。
结构:尺长多为3 m,两根为一副,且为双面(黑、红面)刻划的直尺,每隔1 cm印刷有黑白或红白相间的分划。每分米处注有数字,对一对水準尺而言,黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数,两尺的红面尺底端分别从常数4787 mm和4687 mm开始,称为尺常数K。即K1=4.787 m, K2=4.687 m。
(2)精密水準尺
材料:框架用木料製成,分划部分用镍铁合金做成带状。
结构:尺长多为3 m,两根为一副。在尺带上有左右两排线状分划,分别称为基本分划和辅助分划,格值1 cm。这种水準尺配合精密水準仪使用。
(1) 普通水準尺
材料:用木料、铝材和玻璃钢製成。
结构:尺长多为3 m,两根为一副,且为双面(黑、红面)刻划的直尺,每隔1 cm印刷有黑白或红白相间的分划。每分米处注有数字,对一对水準尺而言,黑、红面注记的零点不同。黑面尺的尺底端从零开始注记读数,两尺的红面尺底端分别从常数4787 mm和4687 mm开始,称为尺常数K。即K1=4.787 m, K2=4.687 m。
(2)精密水準尺
材料:框架用木料製成,分划部分用镍铁合金做成带状。
结构:尺长多为3 m,两根为一副。在尺带上有左右两排线状分划,分别称为基本分划和辅助分划,格值1 cm。这种水準尺配合精密水準仪使用。
要求
水準标尺是测定高差的长度标準,如果水準标尺的长度有误差,则对精密水準测量的观测成果带来系统性质的误差影响,为此,对精密水準标尺提出如下要求:
(1)当空气的温度和湿度发生变化时,水準标尺分划间的长度必须保持稳定,或仅有微小的变化。一般精密水準尺的分划是漆在因瓦合金带上,因瓦合金带则以一定的拉力引张在木质尺身的沟槽中,这样因瓦合金带的长度不会受木质尺身伸缩变形影响。水準标尺分划的数字是注记在因瓦合金带两旁的木质尺身上,如图5-7(a)、(b)所示。
(2)水準标尺的分划必须十分正确与精密,分划的偶然误差和系统误差都应很小。水準标尺分划的偶然误差和系统误差的大小主要决定于分划刻度工艺的水平,当前精密水準标尺分划的偶然中误差一般在8~ll m。由于精密水準标尺分划的系统误差可以通过水準标尺的平均每米真长加以改正,所以分划的偶然误差代表水準标尺分划的综合精度。
(3)水準标尺在构造上应保证全长笔直,并且尺身不易发生长度和弯扭等变形。一般精密水準标尺的木质尺身均应以经过特殊处理的优质木料製作。为了避免水準标尺在使用中尺身底部磨损而改变尺身的长度,在水準标尺的底面必须钉有坚固耐磨的金属底板。
在精密水準测量作业时,水準标尺应竖立于特製的具有一定重量的尺垫或尺桩上。尺垫和尺桩的形状如图5-8所示。
(4)在精密水準标尺的尺身上应附有圆水準器装置,作业时扶尺者藉以使水準标尺保持在垂直位置。在尺身上一般还应有扶尺环的装置,以便扶尺者使水準标尺稳定在垂直位置。
(5)为了提高对水準标尺分划的照準精度,水準标尺分划的形式和颜色与水準标尺的颜色相协调,一般精密水準标尺都为黑色线条分划,如图5-7所示,和浅黄色的尺面相配合,有利于观测时对水準标尺分划精确照準。
线条分划精密水準标尺的分格值有l0mm和5mm两种。分格值为lOmm的精密水準标尺如图5-7(a)所示,它有两排分划,尺面右边一排分划注记从0~300cm,称为基本分划,左边一排分划注记从300~600cm称为辅助分划,同一高度的基本分划与辅助分划读数相差一个常数,称为基辅差,通常又称尺常数,水準测量作业时可以用以检查读数的正确性。分格值为5mm的精密水準尺如图5-7(b)所示,它也有两排分划,但两排分划彼此错开5mm ,所以实际上左边是单数分划,右边是双数分划,也就是单数分划和双数分划各占一排,而没有辅助分划。木质尺面右边注记的是米数,左边注记的是分米数,整个注记从0.1~5.9m,实际分格值为5mm,分划注记比实际数值大了一倍,所以用这种水準标尺所测得的高差值必须除以2才是实际的高差值。
分格值为5mm的精密水準标尺,也有有一辅助分划的。
与数字编码水準仪配套使用的条形码水準尺如图5-9所示。通过数字编码水準仪的探测器来识别水準尺上的条形码,再经过数字影像处理,给出水準尺上的读数,取代了在水準尺上的目视读数。