2實習報告經緯儀

2021-09-27 19:31:32 字數 4543 閱讀 9201

(二)經緯儀的特點:

1. 望遠鏡採用內調焦系統(j6e為正向內調焦系統,j6為反向內調焦系統),主物鏡為三片分離型結構。分劃板設有雙絲和單絲,便於找準不同目標,水平和垂直分劃絲上均有供測距用的視距絲。

望遠鏡孔徑大,鑑別率高,成像清晰,用於觀測遠近目標均適宜。

2. 度盤讀數採用光學帶尺讀數系統,在同一視場內可同時讀取水平角和天頂距,並公用乙個照明系統,使用方便,讀數快速、精確。

3. 對點器小型望遠鏡,用於對地面點進行觀測,其物鏡可隨照准部轉動;易於發現和消除對點誤差,儀器還附有垂球,便於在不同條件下的對點工作。

4. 豎軸採用強制定心球面導軌滾珠製成的半運動式軸系,定向及置中精度高,對溫度不敏感,不易卡死。由於強制定心和大型球面滾珠製成的摩擦力矩較大,運轉時有輕微「沙沙」生,但絕不影響使用。

5. 基座內設有防偏扭簧片,通過此簧片將基座上、**作半剛性聯結,可防止扭轉,消除偏扭誤差。

6. 按使用者要求可提供管狀定心磁針。

7. 儀器出廠前均經環境模擬實驗和防霉、防霧處理,經久耐用。儀器可在-25攝氏度到+40攝氏度環境溫度下工作。

(三)經緯儀的結構:

如圖2-2所示為經緯儀結構,由由望遠鏡、水平度盤、豎直度盤、水準器、基座等組成。

望遠鏡與豎盤固連,安裝在儀器的支架上,這一部分稱為儀器的照准部,屬於儀器的上部。望遠鏡連同豎盤可繞橫軸在垂直面內轉動,望遠鏡的視準軸應與橫軸正交,橫軸應通過水盤的刻畫圖2-2 經緯儀結構圖中心。照准部的數軸(照准部旋轉軸)插入儀器基座的軸套內,照准部可以作水平轉動。

測量時,將經緯儀安置在三腳架上,用垂球或光學對點器將儀器中心對準地面測站點上,用水準器經緯儀將儀器定平,用望遠鏡瞄準測量目標,用水平度盤和豎直度盤測定水平角和豎直角。按精度分為精密經緯儀和普通經緯儀;按讀數裝置可分為光學經緯儀和游標經緯儀。

(四)經緯儀的光路結構分析

如下圖2-3所示為經緯儀的光路結構。

圖2-3 經緯儀的光路結構

1.對點光路:

光線由1保護玻璃進入裝置,通過2光學對點器物鏡,由3光學對點器轉向稜鏡,使得光90度轉向通過5光學對點器分劃板,再通過4光學對點器目鏡組,由旁邊的視窗觀察,通過調節使能看到中心點在視場的中間位置。

2.讀數光路:

光線由20度盤照明反光鏡進入裝置,通過毛玻璃使得光線均勻化。一部分光通過22水平盤照明稜鏡,由24水平聚光鏡聚光,照射到25水平度盤上。光透過水平讀盤,經過26水平度盤反光稜鏡反射,反射到23水平度盤顯微物鏡組,通過16水平度盤轉向稜鏡使光線90度角轉向,就可以使光通過14讀數窗。

另一部分光通過21豎盤照明稜鏡,反射光線到18豎盤轉向稜鏡,光線90度角轉向通過17豎盤顯微物鏡組。光到達15豎盤轉向稜鏡,使光90度轉向,照射到13豎直度盤,通過14讀數窗。

光通過讀數窗,由7讀數系統轉向稜鏡,使光90度轉向通過8轉向透鏡,再通過11讀數顯微目鏡組,最後讀取水平和豎直的兩組數值。

(五)儀器使用

(1)對中,整平方法一:對中稍鬆開連線螺栓,兩手扶基座,在架頭上平移儀器,從光學對中器中觀察,直到測站點移至光學對中器的刻畫圈內為止(對中誤差小於3mm),再擰緊連線螺栓,若誤差過大,可重新移動三腳架,直到符合要求為止。整平轉動照准部,使水準管平行於任意一對腳螺旋,相對旋轉這對腳螺旋,使水準管氣泡居中;將照准部繞豎軸轉動90度,旋轉第三隻腳螺旋,仍使氣泡居中,再旋轉90度,檢查氣泡誤差,直到小於分劃線的一格為止。

腳螺旋整平會影響到儀器的對中,因此要檢查對中的結果,如果測站點發生了偏離,則重複以上的對中,整平的步驟,直到對中,整平誤差都符合要求為止。方法二:對中觀察光學對中器,同時轉動腳螺旋,使測站點移至刻畫圈內(對中誤差小於3mm),至符合要求為止。

整平轉動照准部,使水準管平行於三腳架的其中乙隻腳架1,觀察水準管氣泡的位置,通過腳架1的伸縮,使氣泡盡量居中,轉動照准部,依次使水準管平行腳架2,腳架3,同樣通過腳架的伸縮,使水準管氣泡在相應位置上盡可能的居中,然後再通過腳螺旋整平經緯儀,步驟同方法一,直到整平的誤差符合要求為止。整平結束後,檢查對中結果,此方法對對中的影響不大,一般可一次完成對中整平。

(2)瞄準,用望遠鏡上瞄準器瞄準目標,旋緊望遠鏡和照准部的制動螺旋,轉動目鏡對光螺旋,使十字絲清晰;再轉動物鏡對光螺旋使目標影象清晰;轉動望遠鏡和照准部微動螺旋,使目標被單根豎絲平分,或將目標夾在雙根豎絲**。

(3)讀數,開啟反光鏡,調節反光鏡使讀數窗亮度適當,旋轉讀數顯微鏡的目鏡,看清讀數窗分劃,根據使用的儀器用測微尺或分微尺讀數,並記錄。

注意事項:1,瞄準目標時盡可能瞄準其底部;

2,各螺旋的使用,不可用力過猛,過大;

3,儀器出箱時要注意儀器在箱內的放置情況,以便按原樣放回。

(六)用經緯儀測量身高和人與觀測處的距離

1.經緯儀的使用流程:

首先,我們需要找準位子,把儀器安裝好。需要注意的是首先要把三腳架的三條腿調到齊平,不然就談不上後面的調平了。而且要使三腳架的高度適中方便後面的觀察,立起來時剛好到使用者的下顎,張開到使用者的胸前。

其次,進行初步對中整平。對中的方式我們有兩種,乙個是垂球對中,還有乙個是光學對中。使得光學對點器目鏡中觀察到的像在中心處,對中精度要求小於等於3mm。

整平時,我們以圓水準器為參考標準,調節三腳架的三條腿使得水準器的氣泡在中心處(氣泡在哪邊就說明哪邊的高了)。對中和整平反覆進行,直到都達標為止。

再來,進行精確對中整平。以管水準器為參考,用左手大拇指法則調節腳螺旋整平。首先讓管水準器在兩個螺旋之間,同時調節兩個螺旋使得氣泡在中心,再把管水準器逆時針旋轉90度調節第三個螺旋,使得氣泡在中心,然後再旋轉90度,反覆調節使得氣泡總在中心。

然後,我們就開始瞄準目標了。瞄準時先調節目鏡,使得分劃板清晰成像,在調節物鏡使得可以清晰地看到目標。注意先調節水平盤找到目標,制動後微調,再調節俯仰精確找到目標點。

最後,讀數記錄資料,再收好裝置。讀數時,「h」表示的是水平度盤讀數,「v」表示的是豎直度盤讀數。分度尺的分劃值為1分,估讀到0.1分(即6秒)。

2.實際操作:

(1)測量前的準備工作

1)儀器的安置。

①在實驗場地上選擇一點,作為測站,另外兩點作為觀測點。

②將全站儀安置於點,對中、整平。

③在兩點分別安置稜鏡。

2)豎直度盤和水平度盤指標的設定。

①豎直度盤指標設定。鬆開豎直度盤制動鈕,將望遠鏡縱轉一周(望遠鏡處於盤左, 當物鏡穿過水平面時),豎直度盤指標即已設定。隨即聽見一聲鳴響,並顯示出豎直角。

②水平度盤指標設定。鬆開水平制動螺旋,旋轉照准部360,水平度盤指標即自動設定。隨即一聲鳴響,同時顯示水平角。

至此,豎直度盤和水平度盤指標已設定完畢。注意:每當開啟儀器電源時,必須重新設定和的指標。

3)調焦與照准目標。

操作步驟與一般經緯儀相同,注意消除視差。

(2)測量人與觀測處的距離

測量原理和結果:

在人的旁邊放一標桿,在觀測處用經緯儀側得標尺上確定兩點的豎直角,相減得到兩點的夾角。顯然這個夾角很小,sin值約等於弧度值,弧長約等於弦長,即標尺確定長度值除以夾角的弧度值就是所得的距離。

我們測得夾角,那麼換算成弧度是,標尺長度為20cm,

那麼所得長度是。

1) 人的身高。

測量原理和結果:由(1)可知長度是53公尺了,由正切定理可得到h,身高是多少。

用經緯儀算得夾角為,又,用上面的公式可以計算得到。

(七)儀器拆裝

(1)注意事項:

1、實驗時認真觀察各部件及光學系統的作用,了解構件原理、熟悉拆卸方法與步驟。

2、進入實驗實訓室必須按規定就位,聽從實驗指導老師的要求進行實驗。

3、保持實驗實訓室的安靜、整潔,不得吵鬧、喧嘩,不得隨地吐痰及亂扔贓物,與實驗無關的物品不得帶入實驗實訓室。

4、愛護實驗儀器及裝置,嚴格按照實驗規程使用儀器和裝置,不得隨便亂按亂拆卸。

5、由一人扶著拆裝,以免人多將其拆亂,無法安裝。

6、有專人負責拍照、專人負責保管拆下的零件,並將其編號,按順序擺放。

7、拆裝過程中,不得湊近**,以免細小部件彈出,濺入眼睛造成傷害。

9、儀器部件輕拿輕放,拆卸時不得用蠻力,以免造成部件損傷或影響其精度。

10、工作結束後,清理場地,保持清潔。

(2)拆裝過程:

首先拆下外殼,觀察了一下,然後拆支架,兩邊的支架都拆掉,中間有一些稜鏡也拆下來,觀察光路。取下望遠鏡,仔細觀察是怎麼機械制動的。之後開始安裝,先裝望遠鏡,再裝稜鏡,然後裝支架,內部零件主要觀察光路是怎麼走的,我們就差點兒把轉向稜鏡裝反了,並不是鏡子恰好放得進去就是正確的。

最後在把儀器檢查一下,看看有沒有遺漏的。

下面是拆裝經緯儀的一些截圖:

首先拆卸非光學臂:

圖2-4 拆卸非光學臂及其結構圖2-5 拆卸非光學臂及其結構

其次,拆卸光學臂

接著,拆卸望遠鏡

圖2-6 拆卸中的望遠鏡圖2-7 拆卸下來的望遠鏡

然後,拆卸底盤

圖2-8 拆卸底盤圖2-9 拆卸下來的零件圖

最後,按順序組裝

圖2-10 組裝後的經緯儀圖2-11 拆卸工具

三.實驗感受

這次實踐使我對經緯儀有了初步的認識。它的光路原理,應用都有了一定的了解。拆卸的過程很簡單,但是組裝的過程卻很痛苦。

這是因為拆卸的過程太快,應該拆一點零件,記一點,同時還要記錄好各個零部件的安裝位置。要吸取教訓。光學儀器看似簡單,其實內部很複雜,在拆卸和組裝的過程中一定要細心和耐心!

不管做任何事都要細心和耐心!

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