中國地震學會

[拼音]：shuizhunyi

[英文]：level

建立水平視線以測定地面兩點間高差的儀器。其主要部件有望遠鏡、管水準器（或補償器）和基座。水準儀按其結構分為微傾水準儀、自動安平水準儀和鐳射水準儀。按其精度分為精密水準儀和普通水準儀。

水準儀是在17～18世紀發明瞭望遠鏡和水準器後出現的。老式的活鏡水準儀如圖1。20世紀初，在製出內調焦望遠鏡和符合水準器的基礎上生產出微傾水準儀。50年代初出現了自動安平水準儀，60年代研製出鐳射水準儀。

微傾水準儀

藉助於微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準儀。作業時先用圓水準器將儀器粗略整平，每次讀數前再借助微傾螺旋，使符合水準器在豎直面內俯仰，直到符合水準氣泡精確居中，使視線水平。微傾的精密水準儀同普通水準儀比較，前者管水準器的分劃值小、靈敏度高，望遠鏡的放大倍率大，明亮度強，儀器結構堅固，特別是望遠鏡與管水準器之間的聯接牢固，裝有光學測微器，並配有精密水準標尺，以提高讀數精度。中國生產的微傾式精密水準儀（圖2），其望遠鏡放大倍率為40倍，管水準器分劃值為10″/2毫米，光學測微器最小讀數為0.05毫米，望遠鏡照準部分、管水準器和光學測微器都共同安裝在防熱罩內。

自動安平水準儀

藉助於自動安平補償器獲得水平視線的一種水準儀。它的特點主要是當望遠鏡視線有微量傾斜時，補償器在重力作用下對望遠鏡作相對移動，從而能自動而迅速地獲得視線水平時的標尺讀數。補償的基本原理是:當望遠鏡視線水平時，與物鏡主點同高的水準標尺上物點P構成的像點Z0應落在十字絲交點Z上（圖3a）。當望遠鏡對水平線傾斜一小角α後，十字絲交點Z向上移動，但像點Z0仍在原處，這樣即產生一讀數差Z0Z（圖3b）。當α很小時可以認為 Z0Z 的間距為α·f′（f′為物鏡焦距），這時可在光路中K點裝一補償器，使光線產生屈折角嗘0，在滿足α·f′=嗘0·s0（s0為補償器至十字絲中心的距離，即KZ）的條件下，像Z0就落在Z點上(圖3c)；或使十字絲自動對儀器作反方向擺動，十字絲交點Z落在Z0點上。如光路中不採用光線屈折而採用平移時，只要平移量等於Z0Z，則十字絲交點Z落在像點Z0上，也同樣能達到Z0和Z重合的目的。自動安平補償器按結構可分為活動物鏡、活動十字絲和懸掛稜鏡等多種。補償裝置都有一個“擺”，當望遠鏡視線略有傾斜時，補償元件將產生擺動，為使“擺”的擺動能儘快地得到穩定，必須裝一空氣阻尼器或磁力阻尼器。這種儀器較微傾水準儀工效高、精度穩定，尤其在多風和氣溫變化大的地區作業更為顯著。

鐳射水準儀

利用鐳射束代替人工讀數的一種水準儀。將鐳射器發出的鐳射束匯入望遠鏡筒內，使其沿視準軸方向射出水平鐳射束。

利用鐳射的單色性和相干性，可在望遠鏡物鏡前裝配一塊具有一定遮光圖案的玻璃片或金屬片，即波帶板，使之所生衍射干涉。經過望遠鏡調焦，在波帶板的調焦範圍內，獲得一明亮而精細的十字型或圓形的鐳射光斑，從而更精確地照準目標。如在前、後水準標尺上配備能自動跟蹤的光電接收靶，即可進行水準測量。在施工測量和大型構件裝配中，常用鐳射水準儀建立水平面或水平線。（見彩圖）