水準(zhǔn)儀的認(rèn)識(shí)和使用解析

教 案 首 頁(yè) 學(xué)年學(xué)期12-13第二學(xué)期任課教師編號(hào)1課程公路工程測(cè)量?jī)?nèi)容單元一 水準(zhǔn)測(cè)量課題一 水準(zhǔn)儀的基本知識(shí)及方法課時(shí)2+4班級(jí)12造價(jià)4301時(shí)間2013.3.5-2013.3.6課型理實(shí)一體化教學(xué)目標(biāo)1能準(zhǔn)確讀出水準(zhǔn)尺上相應(yīng)度數(shù)。2會(huì)進(jìn)行水準(zhǔn)儀的安置、粗平、照準(zhǔn)、精平和讀數(shù)。3會(huì)計(jì)算地面兩點(diǎn)間的高差。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：DS3型水準(zhǔn)儀各部件的作用，水準(zhǔn)儀的安置、瞄準(zhǔn)與讀數(shù)教學(xué)難點(diǎn)：地面兩點(diǎn)間高差的測(cè)量教具DS3微傾式水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺，三角架時(shí)間安排板書設(shè)計(jì)課后小結(jié)對(duì)實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行概括總結(jié)，再次強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)，對(duì)考核結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，成績(jī)好的學(xué)生要予以表?yè)P(yáng)。備注二、教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)間教學(xué)環(huán)節(jié)及主要內(nèi)容設(shè)計(jì)意圖一、任務(wù)引入1.設(shè)置問題：每位同學(xué)都知道自己的身高，誰(shuí)知道自己現(xiàn)在到平均海水面（大地水準(zhǔn)面）的高度（高程）是多少？以此引入大地測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí):水準(zhǔn)儀：是水準(zhǔn)測(cè)量的主要儀器，我國(guó)生產(chǎn)的水準(zhǔn)儀按系列標(biāo)準(zhǔn)分為：DS0.5、DS1、DS3、DS10、DS20共五個(gè)等級(jí)，其中“D”和“S”分別為“大地測(cè)量”和“水準(zhǔn)測(cè)量”的漢語(yǔ)拼音字頭，0.5、1、3、10、20表示儀器的精度等其中DS3（簡(jiǎn)稱S3）水準(zhǔn)儀是工地上常用的一種微傾式水準(zhǔn)儀（圖下）一、微傾式水準(zhǔn)儀的各組成部分及作用微傾式水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器和基座三部分組成。如下圖（一）望遠(yuǎn)鏡部分作用：瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處的目標(biāo)并提供一條照準(zhǔn)讀數(shù)用的水平視線。1、十字絲：照準(zhǔn)目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)線。十字絲橫絲：用于讀數(shù)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)線。十字絲豎絲：塔尺是否豎直。上絲和下絲：視距測(cè)量時(shí)用于讀數(shù)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)線。2、目鏡對(duì)光螺旋：調(diào)節(jié)十字絲清晰度，使十字絲清晰。3、物鏡對(duì)光螺旋：調(diào)節(jié)焦距，看清目標(biāo)。4、準(zhǔn)星和照門：粗略照準(zhǔn)目標(biāo)。5、制動(dòng)螺旋固定望遠(yuǎn)鏡。6、微動(dòng)螺旋擰緊望遠(yuǎn)鏡制動(dòng)螺旋后，旋轉(zhuǎn)微動(dòng)螺旋，望遠(yuǎn)鏡可在水平方向作微小移動(dòng)。（二）水準(zhǔn)器部分作用：指示望遠(yuǎn)鏡視線是否水平。1、圓水準(zhǔn)器用于粗平。圓水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，儀器粗略水平，簡(jiǎn)稱粗平。2、管水準(zhǔn)器用于精平。管水準(zhǔn)器氣泡居中時(shí)，儀器精確水平，簡(jiǎn)稱精平。3、微傾螺旋調(diào)節(jié)微傾螺旋，使管水準(zhǔn)器觀測(cè)鏡中兩半弧線重合，從而使管水準(zhǔn)器氣泡居中。微傾螺旋微傾螺旋 見下圖右手（三）基座部分作用：承托整個(gè)儀器1、腳螺旋旋轉(zhuǎn)腳螺旋，可使圓水準(zhǔn)氣泡居中。2、連接螺旋旋緊連接螺旋，可使儀器與三角架連接成整體。（四）配套設(shè)備部分1、水準(zhǔn)尺水準(zhǔn)尺是配合水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的工具。常用的水準(zhǔn)尺為塔尺，塔尺有5m和3m兩種。2、尺墊尺墊是支承水準(zhǔn)尺的工具。尺子豎立在尺墊上，可防止尺子下沉，轉(zhuǎn)動(dòng)尺子時(shí)不會(huì)改變其高程。二、微傾式水準(zhǔn)儀的技術(shù)操作一個(gè)站上水準(zhǔn)儀的操作步驟：安置儀器粗平 照準(zhǔn) 精平 讀數(shù)。（一）安置儀器：打開三角架，使架頭大致水平，高度適中，踏實(shí)腳架后，將水準(zhǔn)儀安放在架頭上并擰緊中心螺旋，當(dāng)?shù)孛鎯A斜較大時(shí)，應(yīng)將三角架的一個(gè)腳安置在傾斜方向上，將另兩個(gè)腳安置在與傾斜方向垂直的方向上，這樣安置的儀器比較穩(wěn)固。（二）粗平：就是調(diào)節(jié)腳螺旋，使圓水準(zhǔn)氣泡居中。其做法是：1、使圓水準(zhǔn)器位于任意兩個(gè)腳螺旋中間，兩手同時(shí)向內(nèi)（或向外）旋轉(zhuǎn)這兩個(gè)腳螺旋，使氣泡位于第三腳螺旋的正前方；（如下圖左）。2、旋轉(zhuǎn)第三個(gè)腳螺旋使氣泡居中（如下圖右）。在操作熟練后，可采用其它方法進(jìn)行此項(xiàng)工作。此項(xiàng)操作注意事項(xiàng)：氣泡的運(yùn)動(dòng)方向恒與左手大姆指的運(yùn)動(dòng)方向相同。（二）照準(zhǔn)：就是用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，清晰地看清目標(biāo)和十字絲。其做法是：1、對(duì)光：轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡對(duì)光螺旋，使十字絲清晰；2、粗瞄：松開制動(dòng)，利用照門和準(zhǔn)星瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，旋緊制動(dòng)螺旋；3、精瞄：轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡調(diào)焦螺旋使目標(biāo)清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋使十字絲豎絲照準(zhǔn)尺面中央。如下圖：此項(xiàng)操作注意事項(xiàng)：檢查并消除視差，方法見下。眼晴靠近目鏡上下微微晃動(dòng)，若目標(biāo)也上下晃動(dòng)，則表明有視差。視差會(huì)影響照準(zhǔn)和讀數(shù)精度應(yīng)予消除。仔細(xì)、反復(fù)交替地調(diào)節(jié)目鏡和物鏡對(duì)光螺旋，使十字絲和目標(biāo)同時(shí)清晰，即可消除視差。（三）精平：就是轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋將水準(zhǔn)管氣泡居中，使視線精確水平。其做法是：慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使管水準(zhǔn)器的符合水準(zhǔn)氣泡兩端的影像符（拋物線閉合）。此項(xiàng)操作注意事項(xiàng)：1、左側(cè)影像移動(dòng)方向與右手大拇指轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。2、轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋時(shí)要慢、穩(wěn)、輕，以免氣泡上下不停錯(cuò)動(dòng)。3、望遠(yuǎn)鏡由一個(gè)目標(biāo)轉(zhuǎn)瞄另一目標(biāo)時(shí)，必須重新精平，才能讀數(shù)。（四）讀數(shù)：即讀出十字絲中橫絲指示的尺上讀數(shù)。此項(xiàng)操作注意事項(xiàng)：1、水準(zhǔn)尺在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)呈倒像，讀數(shù)時(shí)要從上到下，要先估計(jì)mm值，再讀出m、dm、cm數(shù)，即使是“0”也要讀出并作記錄；2、讀數(shù)前務(wù)必檢查符合氣泡使之居中；三、水準(zhǔn)測(cè)量的基本概念及方法（一）基本概念1、測(cè)量的基準(zhǔn)面（1）水準(zhǔn)面：靜止的海水面稱為水準(zhǔn)面。（2）測(cè)量的基準(zhǔn)面：通過平均海水面的那個(gè)水準(zhǔn)面叫測(cè)量的基準(zhǔn)面。AaB我國(guó)以黃海平均海水面作為高程基準(zhǔn)面，以青島的水準(zhǔn)點(diǎn)為全國(guó)高程的起算零點(diǎn)。如下圖：B2、高程（標(biāo)高）（1）絕對(duì)高程：地面點(diǎn)到高程基準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點(diǎn)的絕對(duì)高程，簡(jiǎn)稱高程或海拔，用H表示。 高程起算面是：高程基準(zhǔn)面。 如下圖：A、B兩點(diǎn)的高程分別HA、HB. AhABHAHBB（2）假定高程：地面點(diǎn)到假定水準(zhǔn)面的垂直距離稱為該點(diǎn)的假定高程或相對(duì)高程。高程起算面是：假定水準(zhǔn)面。3、高差：兩點(diǎn)同名高程之差稱為高差，用h表示。如上圖，AB兩點(diǎn)的高差為：hAB= HAHB4、水準(zhǔn)點(diǎn) 已知高程的控制點(diǎn)稱水準(zhǔn)點(diǎn)，縮寫為“BM”，用符號(hào)“”表示。 水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)設(shè)在土質(zhì)豎硬，便于保存和使用的地方。 工程中水準(zhǔn)點(diǎn)的絕對(duì)高程應(yīng)從國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)；引測(cè)有困難可采用假定高程。（二）水準(zhǔn)測(cè)量基本方法水準(zhǔn)測(cè)量就是利用水準(zhǔn)儀測(cè)定點(diǎn)與點(diǎn)之間的高差，并根據(jù)其中一點(diǎn)的高程推算其他點(diǎn)的高程。如圖，地面上有 A、B兩點(diǎn)，已知A點(diǎn)高程為HA，求B點(diǎn)的高程，基本方法如下：1、高差法：在A、B兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，分別在A、B點(diǎn)上鉛直豎立水準(zhǔn)尺，利用水準(zhǔn)儀的水平視線讀出A點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)a，再讀出B點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)b，則A、B兩點(diǎn)的高差： hAB =ab B點(diǎn)的高程： HB= HA+ hAB后視讀數(shù)前視讀數(shù)式中：a已知高程點(diǎn)（起始點(diǎn)）的水準(zhǔn)讀數(shù)，稱為后視讀數(shù)。 b欲求高程點(diǎn)的水準(zhǔn)讀數(shù)，稱為前視讀數(shù)。ab時(shí)，hAB為正，表示前視點(diǎn)比后視點(diǎn)高；ab時(shí)，hAB為負(fù)，表示前視點(diǎn)比后視點(diǎn)低。2、視線高法： 當(dāng)安置一次儀器須測(cè)算較多點(diǎn)的高程時(shí)，為了方便，可先求出水準(zhǔn)儀的視線高程，然后再分別計(jì)算各點(diǎn)高程。從上圖中可看出：視線高=HA+a。 B點(diǎn)高程HB=HA+ab視線高HBHA前視讀數(shù)后視讀數(shù)2、設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)某市政工程三號(hào)路15號(hào)井開槽完畢，為了確保管道流水面高程符合設(shè)計(jì)高，現(xiàn)要檢核其槽底高程，已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA高程為21.358m，作為一名優(yōu)秀的測(cè)量人員，你將如何實(shí)施測(cè)量？二、任務(wù)分析實(shí)習(xí)安排：每班分為三組，每小組由1013人組成儀器設(shè)備：每組DS3型水準(zhǔn)儀1臺(tái)，水準(zhǔn)尺3根，實(shí)習(xí)報(bào)告冊(cè)一本。實(shí)習(xí)要求：1.保證儀器的安全，認(rèn)真完成老師布置的任務(wù)，遵守紀(jì)律。2.各組在練習(xí)儀器安置、整平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)的基礎(chǔ)上，每人練習(xí)觀測(cè)三根水準(zhǔn)尺，分別編號(hào)為A、B、C，記錄在實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)中。3、嚴(yán)格按照作息時(shí)間要求實(shí)習(xí)，按時(shí)上下課；課間休息按老師要求。（上午8：1511：30；下午1：253：10）4、實(shí)習(xí)期間不許隨便串組、不許到機(jī)械實(shí)習(xí)場(chǎng)地、不許上下筑機(jī)車輛、不許破壞實(shí)習(xí)場(chǎng)地衛(wèi)生、不許大聲喧嘩。5、嚴(yán)格遵守安全實(shí)習(xí)操作規(guī)程，不許使用儀器及工具嬉戲、打鬧。實(shí)習(xí)內(nèi)容：1、安置儀器 將三角架張開，使其高度在胸口附近，架頭大致水平，并將腳尖踩入土中，然后用連接螺旋將儀器連在三腳架上。2、認(rèn)識(shí)儀器 了解儀器各部件的名稱及其作用并熟悉其使用方法。同時(shí)熟悉水準(zhǔn)尺的分劃注記。3、粗略整平 先對(duì)向轉(zhuǎn)動(dòng)兩只腳螺旋，使圓水準(zhǔn)器氣泡向中間移動(dòng)，再轉(zhuǎn)動(dòng)另一腳螺旋，使氣泡移至居中位置。4、瞄準(zhǔn) 轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰；轉(zhuǎn)動(dòng)儀器，用準(zhǔn)星和照門瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊制動(dòng)螺旋（手感螺旋有阻力），轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)尺成像在十字絲交點(diǎn)處。當(dāng)成像不太清晰時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)光螺旋，消除視差，使目標(biāo)清晰。5、精平、讀數(shù) 在水準(zhǔn)管氣泡窗觀察，轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使符合水準(zhǔn)管氣泡兩端的半影像吻合，視線即處于精平狀態(tài)，在同一瞬間立即用中絲在水準(zhǔn)尺上讀取米、分米、厘米，估讀毫米，即讀出四位有效數(shù)字。三、注意事項(xiàng)： 1、儀器從箱中取出或收回時(shí)要輕拿輕放。2、儀器從箱中取出后要立即蓋好箱蓋。3、儀器箱子不能腳踢、踏、更不能坐人。4、塔尺要有專人進(jìn)行扶立。5、操作儀器時(shí)，對(duì)各種螺旋的緊松要適度。6、收回儀器時(shí)，要把腳螺旋擰到中間位置，把水平制動(dòng)松開，儀器放進(jìn)箱后，再把水平制動(dòng)擰緊。7、遷站時(shí)，要左手托架頭，右手抱住三角架的中間。嚴(yán)禁肩扛、手提。每位學(xué)生均練習(xí)后，進(jìn)行儀器操作熟練程度的考核，記錄時(shí)間，增強(qiáng)學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。實(shí)習(xí)作業(yè)：完成實(shí)習(xí)報(bào)告冊(cè)四、測(cè)量工作頁(yè)實(shí)驗(yàn)一 水準(zhǔn)儀的基本知識(shí)及方法 日期： 班組： 測(cè)量員：一、完成下列填空 1安置儀器后，轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）使圓水準(zhǔn)氣泡居中，轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）看清十字絲，通過（ ）瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）精確照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）消除視差，轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）使符合水準(zhǔn)氣泡居中，最后讀數(shù)。2消除視差的步驟是轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）使（ ）清晰，再轉(zhuǎn)動(dòng)（ ）使（ ）清晰。二、實(shí)驗(yàn)記錄計(jì)算 1記錄水準(zhǔn)尺上讀數(shù)A尺B尺C尺2計(jì)算（1） A點(diǎn)比B點(diǎn)（高、低）（ ）m（2） A點(diǎn)比C點(diǎn)（高、低）（ ）m（3） B點(diǎn)比C點(diǎn)（高、低）（ ）m（4） 假設(shè)C點(diǎn)的高程HC=1.537m，求A點(diǎn)和B點(diǎn)的高程HA=（ ）m，HB=（ ）m，在A，B，C三點(diǎn)你的高程分別為（ ）m，（ ）m，（ ）m。五、實(shí)習(xí)情況跟蹤表測(cè)量實(shí)習(xí)跟蹤記錄實(shí)習(xí)內(nèi)容：_ 班級(jí)：_ 第_組 指導(dǎo)教師：_ 日期：_序