角度測量光學(xué)經(jīng)緯儀教案

1、§3.2光學(xué)經(jīng)緯儀一、復(fù)習(xí)：1、水平較測量原理2、豎直角測量原理二、引入：根據(jù)測量水平角和豎直角的原理和要求，而設(shè)計制造的一種測角儀器稱為經(jīng)緯儀，這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)，認(rèn)識下光學(xué)經(jīng)緯儀。三、新課：光學(xué)經(jīng)緯儀經(jīng)緯儀按精度分為DJ0.7、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ20六個等級， D大地測量、J經(jīng)緯儀、下標(biāo)表示經(jīng)緯儀的精度，以秒為單位，數(shù)字越小，精度越高。<一>、DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造它主要由照準(zhǔn)部(包括望遠(yuǎn)鏡、豎直度盤、水準(zhǔn)器、讀數(shù)設(shè)備、水平度盤、基座三部分組成?，F(xiàn)將各組成部分分別介紹如下：望遠(yuǎn)鏡望遠(yuǎn)鏡和橫軸固連在一起放在支架上，并要求望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)軸垂直于橫軸，當(dāng)橫

2、軸水平時，望遠(yuǎn)鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)的視準(zhǔn)面是一個鉛垂面。為了控制望遠(yuǎn)鏡的俯仰程度，在照準(zhǔn)部外殼上還設(shè)置有一套望遠(yuǎn)鏡制動和微動螺旋。在照準(zhǔn)部外殼上還設(shè)置有一套水平制動和微動螺旋，以控制水平方向的轉(zhuǎn)動。當(dāng)擰緊望遠(yuǎn)鏡或照準(zhǔn)部的制動螺旋后，轉(zhuǎn)動微動螺旋，望遠(yuǎn)鏡或照準(zhǔn)部才能作微小的轉(zhuǎn)動。水平度盤水平度盤是用光學(xué)玻璃制成圓盤，在盤上按順時針方向從0°到360°刻有等角度的分劃線。相鄰兩刻劃線的格值有1°或30兩種。度盤固定在軸套上，軸套套在軸座上。水平度盤和照準(zhǔn)部兩者之間的轉(zhuǎn)動關(guān)系，由離合器扳手或度盤變換手輪控制。讀數(shù)設(shè)備我國制造的DJ6型光學(xué)經(jīng)緯儀采用分微尺讀數(shù)設(shè)備，它把度盤和分微

3、尺的影像，通過一系列透鏡的放大和棱鏡的折射，反映到讀數(shù)顯微鏡內(nèi)進(jìn)行讀數(shù)。在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)就能看到水平度盤和分微尺影像。度盤上兩分劃線所對的圓心角，稱為度盤分劃值。在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)所見到的長刻劃線和大號數(shù)字是度盤分劃線及其注記，短刻劃線和小號數(shù)字是分微尺的分劃線及其注記。分微尺的長度等于度盤°的分劃長度，分微尺分成大格，每大格又分成10，每小格格值為1，可估讀到0.1。分微尺的0°分劃線是其指標(biāo)線，它所指度盤上的位置與度盤分劃線所截的分微尺長度就是分微尺讀數(shù)值。為了直接讀出小數(shù)值，使分微尺注數(shù)增大方向與度盤注數(shù)方向相反。讀數(shù)時，以在分微尺上的度盤分劃線為準(zhǔn)讀取度數(shù)，而后讀取該度盤

4、分劃線與分微尺指標(biāo)線之間的分微尺讀數(shù)的分?jǐn)?shù)，并估讀到0.1，即得整個讀數(shù)值豎直度盤豎直度盤固定在橫軸的一端，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動時，豎盤也隨之轉(zhuǎn)動，用以觀測豎直角。另外在豎直度盤的構(gòu)造中還設(shè)有豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管，它由豎盤水準(zhǔn)管的微動螺旋控制。每次讀數(shù)前，都必須首先使豎盤水準(zhǔn)管氣泡居中，以使豎盤指標(biāo)處于正確位置。目前光學(xué)經(jīng)緯儀普遍采用豎盤自動歸零裝置來代替豎盤指標(biāo)水準(zhǔn)管。即提高了觀測速度又提高了觀測精度。水準(zhǔn)器照準(zhǔn)部上的管水準(zhǔn)器用于精確整平儀器，圓水準(zhǔn)器用于概略整平儀器?；糠只侵蝺x器的底座?；嫌腥齻€腳螺旋，轉(zhuǎn)動腳螺旋可使照準(zhǔn)部水準(zhǔn)管氣泡居中，從而使水平度盤水平。基座和三腳架頭用中心螺旋連接，可

5、將儀器固定在三腳架上，中心螺旋下有一小鉤可掛垂球，測角時用于儀器對中。光學(xué)經(jīng)緯儀還裝有直角棱鏡光學(xué)對中器。光學(xué)對中器比垂球?qū)χ芯哂芯_度高和不受風(fēng)吹搖動干擾的優(yōu)點。<二>、DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀的構(gòu)造，除軸系和讀數(shù)設(shè)備外基本上和DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀相同。我國某光學(xué)儀器廠生產(chǎn)的DJ2型光學(xué)經(jīng)緯儀外形。下面著重介紹它和DJ6級光學(xué)經(jīng)緯儀的不同之處。水平度盤變換手輪水平度盤變換手輪的作用是變換水平度盤的初始位置。水平角觀測中，根據(jù)測角需要，對起始方向觀測時，可先撥開手輪的護(hù)蓋，再轉(zhuǎn)動該手輪，把水平度盤的讀數(shù)值配置為所規(guī)定的讀數(shù)。換像手輪在讀數(shù)顯微鏡內(nèi)一次只能看到水平度盤或豎直

6、度盤的影像，若要讀取水平度盤讀數(shù)時，要轉(zhuǎn)動換像手輪10，使輪上指標(biāo)紅線成水平狀態(tài)，并打開水平度盤反光鏡5，此時顯微鏡呈水平度盤的影像。若打開豎直度盤反光鏡1時，轉(zhuǎn)動換像手輪，使輪上指標(biāo)線豎直時，則可看到豎盤影像。測微手輪 測微手輪是DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀的讀數(shù)裝置。對于DJ2級經(jīng)緯儀，其水平度盤（或豎直度盤）的刻劃形式是把每度分劃線間又等分刻成三格，格值等于20。通過光學(xué)系統(tǒng)，將度盤直徑兩端分劃的影像同時反映到同一平面上，并被一橫線分成正、倒像，一般正字注記為正像，倒字注記為倒像。下圖為讀數(shù)窗示意圖，測微尺上刻有600格，其分劃影像見圖中小窗。當(dāng)轉(zhuǎn)動測微手輪使分微尺由零分劃移動到600分劃時，度盤

7、正、倒對徑分劃影像等量相對移動一格，故測微尺上600格相應(yīng)的角值為10，一格的格值等于1。因此，用測微尺可以直接測定1的讀數(shù)，從而起到了測微作用。DJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀讀數(shù)窗具體讀數(shù)方法如下；）轉(zhuǎn)動測微手輪，使度盤正、倒像分劃線精密重合。）由靠近視場中央讀出上排正像左邊分劃線度數(shù)，即30°。）數(shù)出上排的正像30°與下排倒像210°之間的格數(shù)再乘以10，就是整十分的數(shù)值，即20。）在旁邊小窗中讀出小于10的分、秒數(shù)。測微尺分劃影像左側(cè)的注記數(shù)字是分?jǐn)?shù)，右側(cè)的注記數(shù)字1、2、3、4、5是秒的十位數(shù)，即分別為10、20、30、40、50。將以上數(shù)值相加就得到整個讀數(shù)。故其讀數(shù)為：度盤上的度數(shù) 30°度盤上整十分?jǐn)?shù) 20測微尺上分、秒數(shù) 800全部讀數(shù)為 30°2800半數(shù)字化讀數(shù)方法我國生產(chǎn)的新型TDJ2級光學(xué)經(jīng)緯儀采用了半數(shù)字化的讀數(shù)方法，使讀數(shù)更為方便，不易出錯。中間窗口為度盤對徑分劃影像，沒有注記，上面窗口為度和整10的注記，用小方框“”標(biāo)記欲讀的整10數(shù)，下面窗口的上邊大字為分，下邊小字為“10秒”。讀數(shù)時，轉(zhuǎn)動測微手輪使中間窗口的