合像水平儀是利用棱鏡將水準備器中的氣泡像合像,放大來(lái)提高瞄準讀數的_度。
合像水平儀的水準器氣泡主要起對零作用。避免了水準泡的刻線(xiàn)誤差。水準泡的分度值為0.1mm/m,經(jīng)機構放大使儀器具有0.01mm/m的分度值。這是因為測微螺桿螺距為0.5mm,刻度盤(pán)的分劃為100等分,所以刻度盤(pán)轉動(dòng)1分度時(shí),測微螺桿移動(dòng)量為0.005mm,通過(guò)5:1的杠桿機構,則杠桿短臂使水準器浮動(dòng)端移動(dòng)0.001mm,由于水準器的固定支點(diǎn)至浮動(dòng)端距離為100mm,則水準器氣泡傾斜角為0.001/100(rad),即刻度盤(pán)分度值為0.01mm/m,這樣儀器保持了0.1mm/m水準泡的穩定性,又提高了讀數準確度。又因為水準器的玻璃管表面不刻度,玻璃管的曲率半徑可以減小,從而縮短了氣泡的穩定時(shí)間。
由于合像水平儀采用光學(xué)放大,并以雙像重合來(lái)提高對準精度,_了使用效果。
合像水平儀利用杠桿,測微螺桿這一套傳動(dòng)機構來(lái)提高讀數的靈敏度。當主水準器傾斜0.1mm/m時(shí),氣泡移動(dòng)量為2mm,水準器固定支點(diǎn)至活動(dòng)端距離約為100mm,當水準器活動(dòng)端升降0.001mm時(shí),水準器氣泡移動(dòng)量為0.2mm。由于氣泡兩端是經(jīng)棱鏡多次反射成本像,又經(jīng)目鏡放大2-3倍,所以當刻度盤(pán)轉過(guò)一個(gè)分度時(shí),在觀(guān)察窗中見(jiàn)到的像移動(dòng)0.8mm左右,因此很容易地鑒別由水平儀微小傾角所引起的兩圓孤頂點(diǎn)的偏離量。又因水泡兩端像是各移動(dòng)一半趨向重合,從而提高了合像時(shí)的對準精度。這_是說(shuō),水平儀傾斜一個(gè)分度值,在讀數目鏡中已看出氣泡的半個(gè)像有顯著(zhù)的變化,從而使儀器靈敏度高,讀數分辨率高。
合像水平儀的分度值一般為0.01mm/m,由于采用螺旋副調節裝置,水準器始終處于水平位置,水泡儀起指零作用。儀器測量范圍可達±5mm/m±10mm/m.