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水準(zhǔn)儀的種類原理有使用方法?
水準(zhǔn)儀是根據(jù)水準(zhǔn)測量原理測量地面點(diǎn)間高差的儀器。水準(zhǔn)儀是在17～18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初，在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)了自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀；60年代研制出激光水準(zhǔn)儀；90年代出現(xiàn)電子水準(zhǔn)儀或數(shù)字水準(zhǔn)儀。
水準(zhǔn)儀，英文：level，
水準(zhǔn)儀
建立水平視線測定地面兩點(diǎn)間高差的儀器。主要部件有望遠(yuǎn)鏡、管水準(zhǔn)器（或補(bǔ)償器）、垂直軸、基座、腳螺旋。按結(jié)構(gòu)分為微傾水準(zhǔn)儀、自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀、激光水準(zhǔn)儀和數(shù)字水準(zhǔn)儀（又稱電子水準(zhǔn)儀）。按精度分為精密水準(zhǔn)儀和普通水準(zhǔn)儀。
借助微傾螺旋獲得水平視線。其管水準(zhǔn)器分劃值小、靈敏度高。望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器聯(lián)結(jié)成一體。憑借微傾螺旋使管水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)微作俯仰，符合水準(zhǔn)器居中，視線水平。
借助自動(dòng)安平補(bǔ)償器獲得水平視線。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量傾斜時(shí)，
自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀
補(bǔ)償器在重力作用下對望遠(yuǎn)鏡作相對移動(dòng)，從而迅速獲得視線水平時(shí)
的標(biāo)尺讀數(shù)。這種儀器較微傾水準(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定。
利用激光束代替人工讀數(shù)。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。在水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動(dòng)跟蹤的光電接收靶，即可進(jìn)行水準(zhǔn)測量
這是20世紀(jì)90年代發(fā)展的水準(zhǔn)儀，集光機(jī)電、計(jì)算機(jī)和圖像處理等高新技術(shù)為一體，是現(xiàn)代科技新發(fā)展的結(jié)晶。
水準(zhǔn)儀是在17～18世紀(jì)發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡和水準(zhǔn)器后出現(xiàn)的。20世紀(jì)初，在制出內(nèi)調(diào)焦望遠(yuǎn)鏡和符合水準(zhǔn)器的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出微傾水準(zhǔn)儀。50年代初出現(xiàn)了自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，60年代研制出激光水準(zhǔn)儀。90年代研制出了數(shù)字水準(zhǔn)儀。歷*，還有老式的活鏡水準(zhǔn)儀等。
借助于微傾螺旋獲得水平視線的一種常用水準(zhǔn)儀。作業(yè)時(shí)先用圓水準(zhǔn)器將儀器粗略整平，每次讀數(shù)前再借助微傾螺旋，使符合水準(zhǔn)器在豎直面內(nèi)俯仰，直到符合水準(zhǔn)氣泡居中，使視線水平。微傾的精密水準(zhǔn)儀同普通水準(zhǔn)儀比較，前者管水準(zhǔn)器的分劃值小、靈敏度高，望遠(yuǎn)鏡的放大倍率大，明亮度強(qiáng)，儀器結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，特別是望遠(yuǎn)鏡與管水準(zhǔn)器之間的聯(lián)接牢固,裝有光學(xué)測微器，并配有精密水準(zhǔn)標(biāo)尺，以提高讀數(shù)精度。中國生產(chǎn)的微傾式精密水準(zhǔn)儀，其望遠(yuǎn)鏡放大倍率為40倍,管水準(zhǔn)器分劃值為10″/2毫米，光學(xué)測微器小讀數(shù)為0.05毫米，望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)部分、管水準(zhǔn)器和光學(xué)測微器都共同安裝在防熱罩內(nèi)。
借助于自動(dòng)安平補(bǔ)償器獲得水平視線的一種水準(zhǔn)儀。它的特點(diǎn)主要是當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線有微量傾斜時(shí)，補(bǔ)償器在重力作用下對望遠(yuǎn)鏡作相對移動(dòng),從而能自動(dòng)而迅速地獲得視線水平時(shí)的標(biāo)尺讀數(shù)。補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵寒?dāng)望遠(yuǎn)鏡視線水平時(shí)，與物鏡主點(diǎn)同高的水準(zhǔn)標(biāo)尺上物點(diǎn)P構(gòu)成的像點(diǎn)Z0應(yīng)落在十字絲交點(diǎn)Z上。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡對水平線傾斜一小角α后，十字絲交點(diǎn)Z向上移動(dòng)，但像點(diǎn)Z0仍在原處，這樣即產(chǎn)生一讀數(shù)差Z0Z。當(dāng)很小時(shí)可以認(rèn)為Z0Z 的間距為α×f′（f′為物鏡焦距），這時(shí)可在光路中K點(diǎn)裝一補(bǔ)償器，使光線產(chǎn)生屈折角β，在滿足α×f′=β×s0（s0為補(bǔ)償器至十字絲中心的距離，即KZ）的條件下，像Z0就落在Z點(diǎn)上；或使十字絲自動(dòng)對儀器作反方向擺動(dòng)，十字絲交點(diǎn)Z落在Z0點(diǎn)上。
如光路中不采用光線屈折而采用平移時(shí)，只要平移量等于Z0Z，則十字絲交點(diǎn)Z落在像點(diǎn)Z0上，也同樣能達(dá)到Z0和Z重合的目的。自動(dòng)安平補(bǔ)償器按結(jié)構(gòu)可分為活動(dòng)物鏡、活動(dòng)十字絲和懸掛棱鏡等多種。補(bǔ)償裝置都有一個(gè)“擺”，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡視線略有傾斜時(shí)，補(bǔ)償元件將產(chǎn)生擺動(dòng)，為使“擺”的擺動(dòng)能盡快地得到穩(wěn)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(zhǔn)儀工效高、精度穩(wěn)定，尤其在多風(fēng)和氣溫變化大的地區(qū)作業(yè)更為顯著。
利用激光束代替人工讀數(shù)的一種水準(zhǔn)儀。將激光器發(fā)出的激光束導(dǎo)入望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)，使其沿視準(zhǔn)軸方向射出水平激光束。
利用激光的單色性和相干性，可在望遠(yuǎn)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(jīng)過望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦，在波帶板的調(diào)焦范圍內(nèi)，獲得一明亮而精細(xì)的十字型或圓形的激光光斑，從而更地照準(zhǔn)目標(biāo)。如在前、后水準(zhǔn)標(biāo)尺上配備能自動(dòng)跟蹤的光電接收靶，即可進(jìn)行水準(zhǔn)測量。在施工測量和大型構(gòu)件裝配中，常用激光水準(zhǔn)儀建立水平面或水平線。
數(shù)字水準(zhǔn)儀是目前的水準(zhǔn)儀，配合專門的條碼水準(zhǔn)尺，通過儀器中內(nèi)置的數(shù)字成像系統(tǒng)，自動(dòng)獲取水準(zhǔn)尺的條碼讀數(shù)，不再需要人工讀數(shù)。這種儀器可大大降低測繪作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人為的主觀讀數(shù)誤差，提高測量精度和效率。
電子水準(zhǔn)儀又稱數(shù)字水準(zhǔn)儀，它是在自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它采用條碼標(biāo)尺，各廠家標(biāo)尺編碼的條碼圖案不相同，不能互換使用。2013年前照準(zhǔn)標(biāo)尺和調(diào)焦仍需目視進(jìn)行。人工完成照準(zhǔn)和調(diào)焦之后，標(biāo)尺條碼一方面被成象在望遠(yuǎn)鏡分化板上，供目視觀測，另一方面通過望遠(yuǎn)鏡的分光鏡，標(biāo)尺條碼又被成象在光電傳感器（又稱探測器）上，即線陣CCD器件上，供電子讀數(shù)。因此，如果使用傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺，電子水準(zhǔn)儀又可以象普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。不過這時(shí)的測量精度低于電子測量的精度。特別是精密電子水準(zhǔn)儀，由于沒有光學(xué)測微器，當(dāng)成普通自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀使用時(shí)，其精度更低。
當(dāng)前電子水準(zhǔn)儀采用了原理上相差較大的三種自動(dòng)電子讀數(shù)方法：
1）相關(guān)法（徠卡NA3002/3003）
2) 幾何法（蔡司DiNi10/20）
3) 相位法（拓普康DL101C/102C）
DS03高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是采用內(nèi)置式的測微平板結(jié)構(gòu)，采用齒輪直接嚙合的測微結(jié)構(gòu)，*消除了傳統(tǒng)測微平板結(jié)構(gòu)中存在的行差，讀數(shù)由顯示屏上直接顯示，消除了測微尺讀數(shù)存在的讀數(shù)誤差，儀器采用全密封設(shè)計(jì)，能有效地防塵防水，密封等級可達(dá)IP55；放大倍率和物鏡口徑更大，觀測目標(biāo)更清晰；補(bǔ)償器的固定采用獲得國家的新技術(shù)，提高了儀器的可靠性和穩(wěn)定性。儀器外觀平衡協(xié)調(diào)，安置穩(wěn)定，水準(zhǔn)器精度更高，居中性能更好。
DS03高精密水準(zhǔn)儀
DS03水準(zhǔn)儀是當(dāng)前*能做到批量生產(chǎn)的國產(chǎn)高精密級水準(zhǔn)儀，必將以其穩(wěn)定可靠的性能、高等級的測量精度、*新穎的外形結(jié)構(gòu)新一代國產(chǎn)水準(zhǔn)儀的潮流。DS03高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀是內(nèi)置測微平板的高精密自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀，儀器利用自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)和內(nèi)置編碼器和數(shù)字電路處理的測微系統(tǒng)，并由顯示屏直接顯示測微讀數(shù)，直讀0.01mm,可靠，重要的一點(diǎn)是，DS03水準(zhǔn)儀1km往返水準(zhǔn)測量標(biāo)準(zhǔn)偏差達(dá)到0.3mm的水平，在國內(nèi)所有品種水準(zhǔn)儀中是高的。經(jīng)測試，1km往返差*達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)高精密級水準(zhǔn)儀的要求。
DS03水準(zhǔn)儀是一款真正的高精密級光學(xué)水準(zhǔn)儀，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都滿足國標(biāo)《水準(zhǔn)儀GB 101562009》
中系列儀器的要求。
可以應(yīng)用于國家一等水準(zhǔn)測量及地震水準(zhǔn)測量，建筑工程測量，變形及沉降監(jiān)測，礦山測量，
大型機(jī)器安裝，工具加工測量和精密工程測量等。
●水準(zhǔn)網(wǎng)測量 / ●變形監(jiān)測、地面沉降的監(jiān)測 / ●工業(yè)測量 / ●隧道和礦山測量 / ●地形測量 水準(zhǔn)線路測量、
區(qū)域水準(zhǔn)測量、水準(zhǔn) 網(wǎng)測量、等高線測量 / ●道路和鐵路施工放樣縱斷面測量、橫斷面測量、高程放樣
拓普康電子水準(zhǔn)儀DL101C/102C采用相位法。標(biāo)尺的條碼象經(jīng)望遠(yuǎn)鏡、調(diào)焦鏡、補(bǔ)償器的光學(xué)零件和分光鏡后，分成兩路，一路成象在CCD線陣上，用于進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，另一路成象在分劃板上，供目視觀測。DL101標(biāo)尺上部份條碼的圖案，其中有三種不同的碼條。R表示參考碼，其中有三條2mm寬的黑色碼條，每兩條黑色碼條之間是一條1mm寬的黃色碼條。以中間的黑碼條的中心線為準(zhǔn)，每隔30mm就有一組R碼條重復(fù)出現(xiàn)。在每組R碼條左邊10mm處有一道黑色的B碼條。在每組參考碼R的右邊10mm處為一道黑色的A碼條。讀者不難發(fā)現(xiàn)，每組R碼條兩邊的A和B碼條的寬窄不相同，實(shí)際上A和B碼條的寬度是在0到10mm之間變化，這兩種碼包含了水準(zhǔn)測量時(shí)的高度信息。 儀器設(shè)計(jì)時(shí)有意安排了它們的寬度按正弦規(guī)律變化。其中A碼條的周期為600mm，B碼條的周期為570mm。當(dāng)然，R碼條組兩邊的黃碼條寬度也是按正弦規(guī)律變化的，這樣在標(biāo)尺長度方向上就形成了亮暗強(qiáng)度按正弦規(guī)律周期變化的亮度波。條碼的下面畫出了波形?？v坐標(biāo)表示黑條碼的寬度，橫坐標(biāo)市標(biāo)尺的長度。實(shí)線為A碼的亮度波，虛線為B碼的亮度波。由于A和B兩條碼變化的周期不同，也可以說A和B亮度波的波長不同，在標(biāo)尺長度方向上的每一位置上兩亮度波的相位差也不同。這種相位差就好象傳統(tǒng)水準(zhǔn)標(biāo)尺上的分劃，它可由標(biāo)出標(biāo)尺的長度。只要3能測出標(biāo)尺底部某處的相位差，也就可由知道該處到標(biāo)尺底部的高度，因?yàn)橄辔徊羁梢宰鞯胶蜆?biāo)尺長度一一對應(yīng)，即具有單值性。這就是適當(dāng)選則兩亮度波的波長，在DL101中A碼的周期為600mm，B碼的周期為570mm，它們的小公倍數(shù)為11400mm，因此在3m長的標(biāo)尺上不會有相同的相位差。為了確保標(biāo)尺底端面，或說相位差分劃的端點(diǎn)相位差具有*性，A和B碼的相位在此錯(cuò)過了π/2。
DL－102C的標(biāo)尺與DL－101C的略有區(qū)別，DL－102C的標(biāo)尺為白底黑條碼，A碼的波長為330mm，小公倍數(shù)為3300mm。A和B碼在波長底部錯(cuò)開的相位差為π。DL101－C的標(biāo)尺與DL－102C的標(biāo)尺可由互換使用。
當(dāng)望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)標(biāo)尺后，標(biāo)尺上某一段的條碼就成象在線陣CCD上，黃條碼使CCD產(chǎn)生光電流，隨條碼寬窄的改變，光電流強(qiáng)度也變化。將它進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)后，得到不同的灰度值。視距在Δ0.6m時(shí)標(biāo)尺上某小段成象到CCDA上經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，得到的不同灰度值(縱坐標(biāo))，橫坐標(biāo)是CCD上象素的序號，當(dāng)灰度值逐一輸出時(shí)，橫軸就代表時(shí)間了。橫坐標(biāo)標(biāo)記的數(shù)字判斷，儀器采用了512個(gè)象素的線陣CCD。視距和視線高的信息的測量信號。
如何從上述測量信號中求出A和B兩亮度波的相位差呢？下文用測量人員容易理解的方式來說明。設(shè)想縱坐標(biāo)的灰度值就是表示亮度大小的十進(jìn)位數(shù)字，而且橫坐標(biāo)尺寸已放大到和標(biāo)尺尺寸一致。用一波長為600mm的正弦曲線中的離散灰度值曲線擬合，就可由得到A波的大振幅和初相位。再用波長為570mm的正弦曲線，就可由得到B波的大振幅和初相位。人們對大振幅不太感興趣，因?yàn)殡S著標(biāo)尺上的照度不同，大振幅在不同次數(shù)的測量中也不同，對求視線高無關(guān)緊要。求出的A和B兩亮度波的初相位之差就是高度數(shù)據(jù)。不過這是與CCD上*個(gè)象素對應(yīng)的位置到標(biāo)尺底端面的高度。人們不難把它換算成CCD中點(diǎn)象素上的相位差，這就好象是中絲讀數(shù)。
像上述那樣人工處理測量信號是很麻煩的，而且很費(fèi)時(shí)間。在DL系列中則采用快速傅里葉變換(FFT)計(jì)算方法將測量信號在信號分析器中分解成三個(gè)頻率分量。由A和B兩信號的相位求相位差，即得到視線高讀數(shù)。這只是初讀數(shù)。因?yàn)橐暰嗖煌瑫r(shí)，標(biāo)尺上的波長與測量信號波長的比例不同。雖然在同一視距上A和B的波長相同，可由求出相位差，或說視線高，但是可以想象其精度并不高。
R碼是為了提高讀數(shù)精度和求視距二安排的。設(shè)兩組R碼的間距為P(=30mm)，它在CCD行陣上成象所占的象素個(gè)數(shù)為Z,象素寬為D(=25μm)，則P在CCD行陣上的成象長度為:
L=Z*b (3－1)
Z可由一信號分析中得出，b是CCD光敏窗口的寬度，因此l和P都為已知數(shù)據(jù)。根據(jù)幾何光學(xué)成象原理，可以象傳統(tǒng)儀器用視距絲測量距離的視距測量原理一樣求出視距：
D=P/l*f (3－2)
式中f是望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距。同時(shí)還可以求出物象比
A=P/l (3－3)
于是將測量信號放大到與標(biāo)尺上的一樣時(shí)，再進(jìn)行相位測量，就可以得出相位差，即視線高。
電子水準(zhǔn)儀的三種測量原理各有奧妙，三類儀器都經(jīng)受了各種檢驗(yàn)和實(shí)際測量的考驗(yàn)，能勝任精密水準(zhǔn)測量作業(yè)。拓普康公司在原理上能獨(dú)樹一幟，說明該公司具有雄厚的技術(shù)實(shí)力，市的值得信賴的公司。
電子水準(zhǔn)儀是以自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀為基礎(chǔ)，在望遠(yuǎn)鏡光路中增加了分光鏡和探測器(CCD),并采用條碼標(biāo)尺和圖象處理電子系統(tǒng)二構(gòu)成的光機(jī)電測一體化的高科技產(chǎn)品。采用普通標(biāo)尺時(shí)，又可象一般自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀一樣使用。它與傳統(tǒng)儀器相比有以下共同特點(diǎn)： 1) 讀數(shù)客觀。*、誤記問題，沒有人為讀數(shù)誤差。
2) 精度高。視線高和視距讀數(shù)都是采用大量條碼分劃圖象經(jīng)處理后取平均得出來的，因此削弱了標(biāo)尺分劃誤差的影響。多數(shù)儀器都有進(jìn)行多次讀數(shù)取平均的功能，可以削弱外界條件影響。不熟練的作業(yè)人員業(yè)也能進(jìn)行高精度測量。
3) 速度快。由于省去了報(bào)數(shù)、聽記、現(xiàn)場計(jì)算的時(shí)間以及人為出錯(cuò)的重測數(shù)量，測量時(shí)間與傳統(tǒng)儀器相比可以節(jié)省1/3左右。
4) 效率高。只需調(diào)焦和按鍵就可以自動(dòng)讀數(shù)，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度。視距還能自動(dòng)記錄，檢核，處理并能輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行后處理，可實(shí)線內(nèi)外業(yè)一體化。
拓普康DL系列作為電子水準(zhǔn)儀家族中的一員。以高性能、低價(jià)格深受廣大用戶的歡迎。DL系列造型美觀、內(nèi)置功能強(qiáng)、菜單功能豐富、操作界面友好，有各種信息提示，大大方便了實(shí)際操作。 1）在字母狀態(tài)下，可輸入數(shù)字、大小寫字母及常用標(biāo)點(diǎn)符號如(！"#%§$’()*_+@<>等)。
2）即可以進(jìn)行自動(dòng)測量(用條碼標(biāo)尺，可使用三種標(biāo)尺：鋁合金標(biāo)尺SA－5M、玻璃纖維尺SG－3M和銦鋼尺SI－3/T或SI－3)，又可以進(jìn)行人工讀數(shù)(普通標(biāo)尺)。
3）有多次測量、自動(dòng)求平均值，統(tǒng)計(jì)測量誤差功能。
4）有三種線路水準(zhǔn)測量模式：后前前后、后后前前、后前。給定測量限差值，儀器可自動(dòng)判斷測量現(xiàn)差，超*提示重測，能自動(dòng)計(jì)算線路閉合差等。
5）DL系列有三種記錄模式：即RAM方式，直接存在儀器內(nèi)部RAM中(128K)，可存大約2400組數(shù)據(jù)：RS－232C方式，可通過電纜將測量數(shù)據(jù)存到外接計(jì)算機(jī)或用戶開發(fā)的電子手簿，進(jìn)行聯(lián)機(jī)實(shí)時(shí)測量：OFF方式，測量結(jié)果只顯示在儀器屏幕上，不進(jìn)行存儲。DL系列主機(jī)內(nèi)存可存儲約1100個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并在前一型號DL系列基礎(chǔ)上增加了PCMCIA卡存儲功能。PCMCIA卡的容量主要有256K、512K、1M。
6）雖然儀器的顯示屏較小，但保存在儀器內(nèi)部的測量結(jié)果可在儀器上用SRCH鍵進(jìn)行查閱。
7）具有高程放樣和測量水準(zhǔn)支點(diǎn)的功能。
8）當(dāng)測量鍵不起作用時(shí)(如光線太暗、遮擋太多時(shí))，可輸入人工測量的高程和平距讀數(shù)，以使線路水準(zhǔn)測量程序能繼續(xù)進(jìn)行。
9）有倒置標(biāo)尺功能，適合于天花板、地下水準(zhǔn)測量。
10）DL101系列具有獨(dú)立的測距功能可方便地用于前、后視距離測量，精度為1Cm至5Cm 。
11）可用來概略測定水平角，精度到1度或1gon。
12）標(biāo)尺為等間距分劃，可以象檢驗(yàn)普通水準(zhǔn)標(biāo)尺一樣，檢驗(yàn)它的分劃誤差。
13）儀器有i 角檢驗(yàn)程序，在野外可方便地進(jìn)行i 角檢驗(yàn)。
水準(zhǔn)儀適用于水準(zhǔn)測量的儀器，中國水準(zhǔn)儀是按儀器所能達(dá)到的每千米往返測高差中數(shù)的偶然中誤差這一精度指標(biāo)劃分的，共分為4個(gè)等級。
水準(zhǔn)儀型號都以DS 開頭，分別為“大地”和“水準(zhǔn)儀”的漢語拼音*個(gè)字母，通常書寫省略字母D。其后"0.5”、“1”、“3”、“10”等數(shù)字表示該儀器的精度。S3級和S10級水準(zhǔn)儀又稱為普通水準(zhǔn)儀，用于中國國家三、四等水準(zhǔn)及普通水準(zhǔn)測量，S0.5級和S1級水準(zhǔn)儀稱為精密水準(zhǔn)儀，用于中國國家一、二等精密水準(zhǔn)測量：
水準(zhǔn)儀型號 | DS0.5 | DS1 | DS3 | DS10 |
千米往返高差中數(shù)偶然中誤差 | ≤0.5mm | ≤1mm | ≤3mm | ≤10mm |
主要用途 | 國家一等水準(zhǔn)測量及地震監(jiān)測 | 國家二等水準(zhǔn)測量及精密水準(zhǔn)測量 | 國家三、四等水準(zhǔn)測量及一般工程水準(zhǔn)測量 | 一般工程水準(zhǔn)測量 |
在未知兩點(diǎn)間，擺開三腳架，從儀器箱取出水準(zhǔn)儀安放在三腳架上，利用三個(gè)機(jī)座螺絲調(diào)平，使圓氣泡居中，跟著調(diào)平管水準(zhǔn)器。水平制動(dòng)手輪是調(diào)平的，在水平鏡內(nèi)通過三角棱鏡反射，水平重合，就是平水。將望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)未知點(diǎn)（1）上的塔尺，再次調(diào)平管水平器重合，讀出塔尺的讀數(shù)（后視），把望遠(yuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到未知點(diǎn)（2）的塔尺，調(diào)整管水平器，讀出塔尺的讀數(shù)（前視），記到記錄本上。
計(jì)算公式：兩點(diǎn)高差=前視－后視。
將儀器擺在兩固定點(diǎn)中間，標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線，稱為a、b線，移動(dòng)儀器到固定點(diǎn)一端，標(biāo)出兩點(diǎn)的水平線，稱為a’、b ’。計(jì)算如果a－b≠a’－b ’時(shí)，將望遠(yuǎn)鏡橫絲對準(zhǔn)偏差一半的數(shù)值。用校針將水準(zhǔn)儀的上下螺釘調(diào)整，使管水平泡吻合為止。重復(fù)以上做法，直到相等為止。
1．水準(zhǔn)儀是精密的光學(xué)儀器，正確合理使用和保管對儀器精度和壽命有很大的作用
2．避免陽光直曬，不許可證隨便拆卸儀器
3．儀器有故障，由熟悉儀器結(jié)構(gòu)者或修理部修理
4．每個(gè)微調(diào)都應(yīng)輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)，不要用力過大。鏡片、光學(xué)片不準(zhǔn)用手觸片
5．每次使用完后，應(yīng)對儀器擦干凈，保持干燥。
水準(zhǔn)儀的使用包括：水準(zhǔn)儀的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個(gè)步驟。
1. 安置 安置是將儀器安裝在可以伸縮的三腳架上并置于兩觀測點(diǎn)之間。 首先打開三腳架并使高度適中，用目估法使架頭大致水平并檢查腳架是否牢固，然后打開儀器箱，用連接螺旋將水準(zhǔn)儀器連接在三腳架上。
2. 粗平 粗平是使儀器的視線粗略水平，利用腳螺旋置圓水準(zhǔn)氣泡居于圓指標(biāo)圈之中。具體方法：用儀器練習(xí)。在整平過程中，氣泡移動(dòng)的方向與大拇指運(yùn)動(dòng)的方向一致。
3. 瞄準(zhǔn) 瞄準(zhǔn)是用望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)。 首先是把望遠(yuǎn)鏡對向遠(yuǎn)處明亮的背景，轉(zhuǎn)動(dòng)目鏡調(diào)焦螺旋，使十字絲清晰。再松開固定螺旋，旋轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，使照門和準(zhǔn)星的連接對準(zhǔn)水準(zhǔn)尺，擰緊固定螺旋。后轉(zhuǎn)動(dòng)物鏡對光螺旋，使水準(zhǔn)尺的清晰地落在十字絲平面上，再轉(zhuǎn)動(dòng)微動(dòng)螺旋，使水準(zhǔn)尺的像靠于十字豎絲的一側(cè)。
4. 精平 精平是使望遠(yuǎn)鏡的視線水平。微傾水準(zhǔn)儀，在水準(zhǔn)管上部裝有一組棱鏡，可將水準(zhǔn)管氣泡兩端，折射到鏡管旁的符合水準(zhǔn)觀察窗內(nèi)，若氣泡居中時(shí)，氣泡兩端的象將符合成一拋物線型，說明視線水平。若氣泡兩端的象不相符合，說明視線不水平。這時(shí)可用右手轉(zhuǎn)動(dòng) 微傾螺旋使氣泡兩端的象*符合，儀器便可提供一條水平視線，以滿足水準(zhǔn)測量基本原理的要求。注意：氣泡左半部分的移動(dòng)方向，總與右手大拇指的方向不一致。
5. 讀數(shù) 用十字絲，截讀水準(zhǔn)尺上的讀數(shù)。水準(zhǔn)儀多是倒象望遠(yuǎn)鏡，讀數(shù)時(shí)應(yīng)由上而下進(jìn)行。先估讀毫米級讀數(shù)，后報(bào)出全部讀數(shù)。注意，水準(zhǔn)儀使用步驟一定要按上面順序進(jìn)行，不能顛倒，特別是讀數(shù)前的符合水泡調(diào)整， 一定要在讀數(shù)前進(jìn)行。
