2.8　自动安平水准仪

自动安平水准仪是一种不用水准管即能自动获得水平视线的水准仪。它在调节脚螺旋使圆水准器气泡居中后，经过1～2s即可直接读取水平视线读数。当仪器有微小的倾斜变化时，补偿器能随时调整，始终给出正确的水平视线读数。因此，它具有观测速度快、精度高的优点，被广泛地应用在各种等级的水准测量中。

2.8.1　自动安平原理

自动安平水准仪自20世纪50年代初问世以来发展很快，现在各国生产的各种不同构造不同型号的自动安平水准仪有几十种之多，但其基本原理可归纳为下列两种。

（1）移动十字丝的方法

在图2-29（a）中，当仪器水平时，物镜位于O，十字丝交点位于z₀，水平视线读数为a₀。若仪器倾斜了一个小角，则十字丝交点将从z₀移到z，读数将变为a。如果在望远镜内安装一补偿器P，并使补偿器轴线Pz能相对于原视线反方向摆动一角，从而使十字丝交点从z移到z₀。由于和角都很小，故从图中可得：

故

　　（2-14）

式中，为物镜的等效焦距；为补偿器到十字丝的距离；为补偿器的放大系数。

从图2-29（a）和公式（2-14）中可以看出：只要保持为常数，就能使水平光线经补偿器后始终通过十字丝的交点，获得水平视线读数，从而起到自动安平的作用。

（2）移动像点的方法

按照同样设想，如果当望远镜倾斜角时，水平光线通过补偿器后，能相对于水平线按相同方向摆动一角，从而使水平方向上的像点从移到。由图2-29（b）可得

　　（2-15）

所以只要保持为常数，水平方向上的像点就能通过十字丝交点，同样起到自动安平的作用。

2.8.2　自动安平水准仪的使用

自动安平水准仪的使用方法较微倾式水准仪简便。操作步骤为：首先使用脚螺旋使圆水准器气泡居中，完成仪器的粗略整平；然后用望远镜照准水准尺，即可用十字丝横丝读取水准尺读数，所得的就是水平视线读数。

由于补偿器工作范围一般为15'，即能起到补偿作用的范围，所以使用自动安平水准仪时，要防止补偿器贴靠周围的部件，不处于自由悬挂状态。有的仪器在目镜旁有一按钮，它可以直接触动补偿器。读数前可轻按此按钮，以检查补偿器是否处于正常工作状态，也可以消除补偿器有轻微的贴靠现象。如果每次触动按钮后，水准尺读数变动后又能恢复原有读数则表示工作正常。如果仪器上没有这种检查按钮，则在圆水准器气泡居中后，一边观测水准尺读数，一边转动某个脚螺旋，使圆水准器气泡沿与视准轴平行的方向有少量移动，但不能越出圆水准器中央的黑圆圈，若读数不变则表示补偿器工作正常。由于要确保补偿器处于工作范围内，使用自动安平水准仪时应十分注意圆水准器的气泡居中。