[科普中國]-水準(zhǔn)尺

類型塔尺

塔尺是一種套接的組合尺，其長度為3~5m，由兩節(jié)或三節(jié)套接在一起，尺的底部為零點(diǎn)，尺面上黑白格相間，每格寬度為1cm，有的為0.5cm，在米和分米處有數(shù)字注記。

折尺折尺與塔尺的刻劃標(biāo)注基本相同，只是尺子可以一分為二對折。使用時打開，方便使用和運(yùn)輸。

雙面水準(zhǔn)尺尺長一般為3m，兩根尺為一對。尺的雙面均有刻劃，正面為黑白相間，稱為黑面尺（也稱主尺）； 背面為紅白相間，稱為紅面尺（也稱輔尺）。兩面的刻劃均為1cm，在分米處注有數(shù)字。兩根尺的黑面尺尺底均從零開始，而紅面尺尺底，一根4.687m 開始，另一根從4.787m 開始。在視線高度不變的情況下，同一根水準(zhǔn)尺的紅面和黑面讀數(shù)之差應(yīng)等于常數(shù)4.687m和4.787m，這對常數(shù)稱為尺常數(shù)，用K 來表示，以此可以檢核讀數(shù)是否正確。1

精度分類按精度高低可分為精密水準(zhǔn)尺和普通水準(zhǔn)尺。
(1) 普通水準(zhǔn)尺
材料：用木料、鋁材和玻璃鋼制成。
結(jié)構(gòu)：尺長多為3 m，兩根為一副，且為雙面（黑、紅面）刻劃的直尺，每隔1 cm印刷有黑白或紅白相間的分劃。每分米處注有數(shù)字，對一對水準(zhǔn)尺而言，黑、紅面注記的零點(diǎn)不同。黑面尺的尺底端從零開始注記讀數(shù)，兩尺的紅面尺底端分別從常數(shù)4787 mm和4687 mm開始，稱為尺常數(shù)K。即K1=4.787 m， K2=4.687 m。
（2）精密水準(zhǔn)尺
材料：框架用木料制成，分劃部分用鎳鐵合金做成帶狀。
結(jié)構(gòu)：尺長多為3 m，兩根為一副。在尺帶上有左右兩排線狀分劃，分別稱為基本分劃和輔助分劃，格值1 cm。這種水準(zhǔn)尺配合精密水準(zhǔn)儀使用。

要求水準(zhǔn)標(biāo)尺是測定高差的長度標(biāo)準(zhǔn)，如果水準(zhǔn)標(biāo)尺的長度有誤差，則對精密水準(zhǔn)測量的觀測成果帶來系統(tǒng)性質(zhì)的誤差影響，為此，對精密水準(zhǔn)標(biāo)尺提出如下要求：

（1）當(dāng)空氣的溫度和濕度發(fā)生變化時，水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃間的長度必須保持穩(wěn)定，或僅有微小的變化。一般精密水準(zhǔn)尺的分劃是漆在因瓦合金帶上，因瓦合金帶則以一定的拉力引張在木質(zhì)尺身的溝槽中，這樣因瓦合金帶的長度不會受木質(zhì)尺身伸縮變形影響。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的數(shù)字是注記在因瓦合金帶兩旁的木質(zhì)尺身上，如圖5-7（a）、（b）所示。

（2）水準(zhǔn)標(biāo)尺的分劃必須十分正確與精密，分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差都應(yīng)很小。水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的偶然誤差和系統(tǒng)誤差的大小主要決定于分劃刻度工藝的水平，當(dāng)前精密水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的偶然中誤差一般在8～ll m。由于精密水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的系統(tǒng)誤差可以通過水準(zhǔn)標(biāo)尺的平均每米真長加以改正，所以分劃的偶然誤差代表水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的綜合精度。

（3）水準(zhǔn)標(biāo)尺在構(gòu)造上應(yīng)保證全長筆直，并且尺身不易發(fā)生長度和彎扭等變形。一般精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的木質(zhì)尺身均應(yīng)以經(jīng)過特殊處理的優(yōu)質(zhì)木料制作。為了避免水準(zhǔn)標(biāo)尺在使用中尺身底部磨損而改變尺身的長度，在水準(zhǔn)標(biāo)尺的底面必須釘有堅固耐磨的金屬底板。

在精密水準(zhǔn)測量作業(yè)時，水準(zhǔn)標(biāo)尺應(yīng)豎立于特制的具有一定重量的尺墊或尺樁上。尺墊和尺樁的形狀如圖5-8所示。

（4）在精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的尺身上應(yīng)附有圓水準(zhǔn)器裝置，作業(yè)時扶尺者借以使水準(zhǔn)標(biāo)尺保持在垂直位置。在尺身上一般還應(yīng)有扶尺環(huán)的裝置，以便扶尺者使水準(zhǔn)標(biāo)尺穩(wěn)定在垂直位置。

（5）為了提高對水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的照準(zhǔn)精度，水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃的形式和顏色與水準(zhǔn)標(biāo)尺的顏色相協(xié)調(diào)，一般精密水準(zhǔn)標(biāo)尺都為黑色線條分劃，如圖5-7所示，和淺黃色的尺面相配合，有利于觀測時對水準(zhǔn)標(biāo)尺分劃精確照準(zhǔn)。

線條分劃精密水準(zhǔn)標(biāo)尺的分格值有l(wèi)0mm和5mm兩種。分格值為lOmm的精密水準(zhǔn)標(biāo)尺如圖5-7（a）所示，它有兩排分劃，尺面右邊一排分劃注記從0～300cm，稱為基本分劃，左邊一排分劃注記從300～600cm稱為輔助分劃，同一高度的基本分劃與輔助分劃讀數(shù)相差一個常數(shù)，稱為基輔差，通常又稱尺常數(shù)，水準(zhǔn)測量作業(yè)時可以用以檢查讀數(shù)的正確性。分格值為5mm的精密水準(zhǔn)尺如圖5-7（b）所示，它也有兩排分劃，但兩排分劃彼此錯開5mm ,所以實(shí)際上左邊是單數(shù)分劃，右邊是雙數(shù)分劃，也就是單數(shù)分劃和雙數(shù)分劃各占一排，而沒有輔助分劃。木質(zhì)尺面右邊注記的是米數(shù)，左邊注記的是分米數(shù)，整個注記從0.1～5.9m，實(shí)際分格值為5mm，分劃注記比實(shí)際數(shù)值大了一倍，所以用這種水準(zhǔn)標(biāo)尺所測得的高差值必須除以2才是實(shí)際的高差值。

分格值為5mm的精密水準(zhǔn)標(biāo)尺，也有有一輔助分劃的。

與數(shù)字編碼水準(zhǔn)儀配套使用的條形碼水準(zhǔn)尺如圖5-9所示。通過數(shù)字編碼水準(zhǔn)儀的探測器來識別水準(zhǔn)尺上的條形碼，再經(jīng)過數(shù)字影像處理，給出水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)，取代了在水準(zhǔn)尺上的目視讀數(shù)。