2.7 水准仪的检验与校正
水准仪必须提供一条水平视线。其主要轴线之间的几何关系如图2-21所示，水准仪应满足下列条件：
图2-21 水准仪的轴线关系
①圆水准器轴平行于仪器的竖轴，即L'L'∥VV。
②十字丝横丝垂直于竖轴VV。
③水准管轴平行于视准轴，即LL∥CC。
在水准测量之前，必须对上述多项条件进行检验校正，使仪器各轴线满足上述关系。
（1）圆水准器轴的检验与校正
①检验原理 圆水准器是用来粗略整平水准仪的，如果圆水准轴L'L'与仪器竖轴VV不平行，则圆水准器气泡居中时，仪器竖轴不在竖直位置。若竖轴倾斜过大，可能导致转动微倾螺旋到了极限位置还不能使水准管气泡居中。
若圆水准轴与竖轴平行，则气泡居中后，竖轴处于铅垂位置，仪器旋转至任何位置，圆气泡也必然居中。
②检验方法 安置仪器后，先调脚螺旋使圆水准器的气泡居中，然后将望远镜旋转180°，若气泡仍然居中，说明条件满足。如果气泡偏离中央位置，需校正。
③校正方法 如图2-22所示，设望远镜旋转180°后，气泡不在中心而在a位置，这表示校正螺钉1的一侧偏高。校正时，转动脚螺旋使气泡从a位置朝圆水准器中心方向移动偏离值的一半，到图标b的位置，这时仪器竖轴基本处于竖直位置，然后拨动3个校正螺钉使气泡居中。但应反复检验和校正，直至仪器转至任何位置，气泡始终居中为止。
图2-22 圆水准器的校正
由于校正螺钉装置的不同，校正螺钉旋进旋出的作用也不同。如图2-23（a）所示，圆水准器在底部由一小圆珠支承在外壳上，3个校正螺钉穿过外壳底板与圆水准器底部的螺孔连接。如将某颗校正螺钉旋进，则该侧的圆水准器降低，气泡向相反方向移动。如图2-23（b）所示，圆水准器底部由一固定螺钉与金属外壳连接，而3颗校正螺钉穿过金属外壳将圆水准器顶住，旋进某颗校正螺钉，就将圆水准器顶高，气泡向着校正螺钉移动。因此，在校正前首先应了解圆水准器和校正螺钉之间的关系，才能掌握气泡移动的方向。校正时应按先松后紧的原则，即要旋紧校正螺钉，必先略松其相对应的螺钉，防止旋紧时导致螺钉滑丝或断裂；其次，校正完毕，应拧紧各校正螺钉，使校正好的圆水准器固定不动。
图2-23 圆水准器的校正设备
1—圆珠；2—外壳；3—圆水准器；4—螺孔；5—校正螺钉；6—固定螺钉
（2）十字丝横丝的检验和校正
水准测量是利用十字丝横丝来读数的，当竖轴处于铅垂位置时，如果横丝不水平，如图2-24（a）所示，这时按横丝的左侧或右侧读数都会产生误差。
图2-24 十字丝横丝的检验
①检验原理 当仪器竖轴处于铅垂位置时，如果十字丝横丝垂直于竖轴，横丝必成水平。这样，当望远镜绕竖轴旋转时，横丝上任何部分始终在同一水平面内。
若产生图2-24（b）中的情况，则需校正。此外，也可采用挂垂球的方法进行检验，即将仪器整平后，观察十字丝竖丝是否与垂球线重合，如不重合，则需校正。
②检验方法 整平仪器后，将十字丝横丝的一端瞄准一明显点，如图2-24（a）中的A点，固定制动螺旋，转动微动螺旋。如果A点始终在横丝上移动，则表示条件满足；如果A点偏离横丝［图2-24（b）］，则需进行校正。
③校正方法 校正设备有两种形式，图2-25（a）为拧开目镜护盖后的情况，这时松开十字丝分划板座4颗固定螺钉，轻轻转动分划板，使横丝水平，然后拧紧4颗螺钉，盖好护盖。另一种如图2-25（b）所示，在目镜端镜筒上有3颗固定十字丝分划板座的埋头螺钉，校正时松开其中任意两颗，轻轻转动分划板座，使横丝水平，再将埋头螺钉拧紧。
图2-25 十字丝分划板校正设备
1—固定螺钉；2—分划板座埋头螺钉
（3）水准管轴的检验与校正
①检验原理 如果仪器的水准管轴和视准轴平行，当水准管气泡居中时，视线即水平。这时水准仪安置在两点间任何位置，所测得的高差都是正确的。假如水准管轴与视准轴不平行，当水准管气泡居中时，视线却是向上（或向下）倾斜，与水准轴形成一小角（图2-26）。
图2-26 水准管轴的检验
②检验方法 选距离60～80m的A，B两点，各打一木桩。先将仪器安置在AB线段的中点，如图2-26所示，在符合气泡居中的情况下，分别读取A，B点上水准尺的读数a1和b1，求得高差h1=a1-b1。这时即使水准管轴与视准轴不平行有一夹角i，视线是倾斜的，由于仪器到两水准尺的距离相等，误差也相等，即x1=x2（D1tani=D2tani），因此求得的高差h1还是正确的。然后将仪器搬至B点附近（相距2m左右），在符合气泡居中的情况下，对远尺A和近尺B，分别读得读数a2和b2，求得第二次高差h2=a2-b2。若h2=h1，说明仪器的水准管轴平行于视准轴，无需校正；若h2≠h1，则水准管轴不平行于视准轴，需要校正。
③校正方法 仪器安置于B点附近时，水准管轴LL不平行于视准轴CC的误差对近尺B的读数b2的影响很小，可以忽略不计，而远尺读数a2则含有误差。在校正前应算出远尺的正确读数
，从图2-26可知：
。
转动微倾螺旋，使中丝对准远尺A上的读数恰为
，此时视线已水平，而符合气泡不居中，用校正针拨动水准管上、下两校正螺钉（图2-27），使气泡居中，这时水准管轴就平行于视准轴了。但为了检查校正是否完善，必须在B点附近重新安置仪器，分别读取远尺A及近尺B的读数a3和b3，求得h3=a3-b3，若h3≠h1，且相差在3mm以内时，表明已校正好。
图2-27 水准管的校正
1—水准管；2—气泡观察窗；3—水准管支柱；4—校正螺钉
水准管的校正螺钉有上下左右共4个（图2-27）。校正时，先稍微松开左右两个中的任一个，然后利用上下两螺钉进行校正。松上紧下，则把该处水准管支柱升高，气泡向目镜方向移动；松下紧上，则把水准管支柱降低，气泡向相反方向移动。校正时，也应遵守先松后紧的原则。校正要细心，用力不能过猛，所用校正针的粗细要与校正孔的大小相适应，否则容易损坏仪器。校正完毕，应使各校正螺钉与水准管的支柱处于顶紧状态。