光學經緯儀調修注意事項及常見故障調修方法介紹

孫建

摘 要：本文主要對光學經緯儀調修前應當注意的事項以及常見故障的調修方法進行介紹，由于光學經緯儀的型號較多，調修時對該儀器的結構和工作原理要充分的了解和分析，不同類型的經緯儀可能需要不同的調修方法，本文在實際調修工作中有較大的實用性。

關鍵詞：光學經緯儀;結構原理;注意事項;常見故障;使用調修

中圖分類號：TH76.1 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）09-0134-02

光學經緯儀的型號種類較多，對于不同型號的經緯儀，對于不同型號的光學經緯儀調修方法也會各有不同。對光學經緯儀調修注意事項及常見故障調修介紹如下。

1光學經緯儀調修需要注意的事項

光學經緯儀調修前需要了解該儀器的結構原理，并且必須要熟悉儀器的有關計量性能。光學經緯儀所有光學零件都安置在金屬殼體之中，許多零件用螺釘緊固，而沒有銷子定位。調修前要用小刷子清擦表面灰塵，檢查各個制動手輪，微調手輪動作是否可靠。將三個腳螺旋在中間部位，避免使用螺旋的兩端，尤其要避免三個腳螺旋在不同的極端部位。使用三腳架時要特別注意腳螺旋的位置。有豎盤指標自動補償器的儀器，要將吊絲松開，呈現自由懸掛狀態。使用制動手輪時不要制動過緊。根據儀器檢定結果，查找儀器不合格原因，尤其要查出儀器故障的部位。只有查明原因和部位之后，才能確定儀器的調修方案，切忌盲目拆卸和調修儀器。在拆卸儀器時，要根據儀器調修的先后次序，按步驟進行。同時只拆卸有故障的部位，與故障無關的部位不要拆卸。儀器拆卸一次，對儀器零部件之間的位置不可能完全恢復到原有狀態。有時還會降低儀器的準確度或使光路系統發生變化。對于精密的機械部分，如軸系等也應特別注意。調修光路系統，要了解光線經過每一個光學零件后成像位置的變化。拆卸時要注意零件的相互位置關系，最好在拆卸之前劃上明顯的裝配記號，以便裝配時不致弄錯。拆下的零件要依次放入搪瓷盤或培養皿中，然后對各零件要認真清洗，擦拭光學零件時，防止清潔液進入膠合面。對于光膠合的零件，光膠合部分如未脫開，則盡量不要將其分開。軸系的潤滑要正確使用潤滑油，用油不宜過多，以避免雙周期變化的誤差，油的性能，要保證在-25℃～+45℃范圍內，儀器能正常在野外使用。軸系或測微器手輪等因磨損松動，切忌用羊毛脂填塞儀器，經過調修完畢裝配零件時，要按照先拆的零件后裝，后拆的零件先裝的原則，逐步裝配，同時逐步檢查裝配的正確性，使每道工序都正確無誤。避免造成返工裝好的儀器，要檢查各制動手輪、微動手輪作用的可靠性。調修好的儀器，根據修理情況，要重新進行部分項目或全部項目的檢定。在進行部分項目的檢定時，相關項目也要檢定，修理后依據檢定規程的要求需要對橫軸與豎軸垂直度進行檢定，也要視準軸與橫軸的垂直度進行檢定。

2光學經緯儀常見故障的調修舉例

2.1望遠鏡成像不清晰故障的調修

望遠鏡成像不清晰，會直接影響照準目標，這是在光學經緯儀使用中常見故障之一。望遠鏡成像不清晰的因素很多，主要因素及其調修方法如下。

（1）儀器光學零件表面如果有灰塵、手印、水跡、油跡、霉霧等弊病，有的霉霧沿十字分劃線邊緣長出，使十字分劃線變得既粗且毛，無法照準目標。當潤滑油流到光學零件表面時，有油污的地方亮度下降，也會影響照準目標。遇到上述情況，應當拆卸望遠鏡的有關部分，擦拭光學零件表面的油污和灰塵，除去霉霧。長期在戶外使用的經緯儀，沙塵將目鏡表面摩擦發毛，造成成像不清晰，此時就應當需要更換相應的零件。

（2）透鏡或分劃板的膠合表面開膠，使望遠鏡成像不清，此時，可將開膠零件卸下，重新膠合或更換新的零件。

（3）望遠鏡中光學零件之間的位置不正確，例如零件裝裝反等，造成望遠鏡成像不清晰，此時，應重新裝配位置不正確的零件。

（4）零件裝配時壓圈未壓緊，使零件有松動;或壓圓壓得過緊，使零件變形，產生像差，都會使成像不清晰。此時，應調節壓圈，使其松緊適度影響望遠鏡成像質量的因素很多，有些能馬上找出原因，有些故障則不易分析，拆卸時應慎重。

2.2讀數系統故障的調修

（1）儀器水平或豎直度盤中部分刻線看不見，看不見刻線的部位亮度下降。這種故障多半是潤滑油流到度盤表面所致，可通過擦洗度盤表面來排除。

（2）儀器度盤刻線歪斜或脫開，在光路系統中，棱鏡是決定成像位置的主要零件，因此度盤刻線歪斜或脫開（不能和帶尺重合），應通過調整相應的棱鏡予以解決。

2.3水準器軸與豎軸的垂直度的調修

檢定水準器軸與豎軸的垂直度時，首先應將豎軸調整到鉛垂位置，此時如果水準氣泡仍未居中，其位置超過規程中所規定的技術指標，則需要調整水準氣泡，不要在未調好豎軸鉛垂之前調水準器。

2.4行差和視差的調修

行差和視差是光學經緯儀的常見故障，視差不合格，是由于度盤分劃線像未能成像于指標面，這將影響觀測效果，甚至無法觀測，行差不合格，會影響測量結果的正確性，發生上述問題，應當即時調整光路系統，直至合格為止，行差和視差的調整相互關聯，故簡稱行視差，調整行視差時，應將儀器分成三類，分別對待。

一類是單面讀數經緯儀、水平度盤和豎直度盤光路分別走向的儀器，例如TDJ6型儀器，為水平度盤與豎直度盤光路分別走向，這種儀器由于兩條光路分別走向，行視差都比較容易調整。水平度盤行視差不合格時，調整水平度盤顯微物鏡組。物距和像距的改變，會使放大倍數改變，也就是行差改變。所以調整兩個物鏡會使行差和視差都發生變化。為了使二者都符合要求，首先要了解和掌握一定的規律，然后進行調整，一般來說，調整靠近物體的透鏡，對視差影響較大，調整靠近指標面（讀數窗）的物鏡，對行差影響較大。如果行差不合格，視差合格，則應當根據行差的檢定結果是大于零還是小于零，將物鏡組一起上下移動。再根據行差視差變化情況，調整其中的一個物鏡，直至檢定合格為止。如果行差合格，視差不合格，則應當將物鏡組相對移近或移遠，然后根據行視差的變化情況，作進一步調整，直至檢定合格為止。如果行視差均不合格則應當視其不合格情況，反復進行調整，直至檢定合格為止。對于豎直度盤行視差的調整，應當通過調整豎直度盤物鏡前組和后組來解決，調整方法與水平度盤類同。

另外一類是單面讀數經緯儀、水平度盤和豎直度盤光路同時行進的儀器，例如J6-1型儀器，為水平度盤與豎直度盤光路同時行進。豎直度盤分劃線像通過豎直度盤顯微物鏡組將豎直度盤分劃線成像在水平度盤的刻劃面上。此后水平度盤和豎直度盤分劃線像一起經聚光鏡、底反棱鏡及水平物鏡組到達單平板玻璃測微器，再經過棱鏡成像于讀數窗（指標面）上。可以看出水平物鏡組既影響水平度盤分劃線的行視差，又影響豎直度盤的行視差，因此當水平度盤豎直度盤行視差均不合格或水平度盤行視差不合格時，先調物鏡組，方法如前。使水平度盤的行視差合格。然后觀察豎直度盤的行視差是否合格，如不合格，可調豎盤物鏡組，直至豎直度盤行視差合格為止。如果只有豎直度盤行視差不合格，水平度盤行視差合格，則只需調整豎盤物鏡組，直至合格為止。

第三類是雙面讀數（對徑符合讀數）經緯儀度盤或豎直度盤行視差不合格時，按第一類所述方法進行調整，主像或副像行視差之一不合格，或主副像行視差相差過大，均不合格時，其調整方法為水平度盤主像行視差不合格，調整水平度盤物鏡組。副像行視差不合格，調整水平轉像物鏡組。主副像行差相差過大，均不合格時，則應當先調整水平度盤顯微物鏡組，使主像行視差合格，然后調整水平轉像物鏡組，使副像行視差合格。豎直度盤行視差的調整方法與水平度盤相同，只是通過豎直度盤顯微物鏡組和豎直轉像物鏡組來進行。

2.5望遠鏡豎絲鉛垂度的調修

望遠鏡十字分劃板的豎絲與橫絲，在加工中，垂直度會有一定的誤差。當豎絲鉛垂時，橫絲并不完全水平，經緯儀在使用中主要使用水平度盤。對十字分劃線就要求豎絲鉛垂。當豎絲不鉛垂時，就要進行調整。分劃板一般是膠合于分劃板座中，分劃板座用4個螺釘拉著（或頂著）與目鏡接管聯接。目鏡接管用4個螺釘固定在望遠鏡接頭座上，當望遠鏡豎絲不鉛垂時，可將接頭座上4個螺釘略微松開，輕輕旋轉分劃板座，直到檢定合格為止。

2.6橫軸與豎軸垂直度的調修

橫軸是望遠鏡和豎直度盤的旋轉軸，豎直度盤的刻劃中心應與橫軸中心重合。因此，橫軸軸線是豎直角的基準線。對橫軸運轉的要求一般與豎軸同。只是橫軸在結構上較豎軸簡單。橫軸是一般的柱形軸，安于軸承中。橫軸與豎軸的垂直度是經緯儀的重要技術指標。對保證儀器準確度十分重要。在儀器生產過程中，采用下列幾種方法保證其垂直度要求。一是將右軸承做成偏心，當橫軸與豎軸的垂直度不合格時，可以轉動右軸承來調整。這種方法的缺點是轉動偏心軸承會影響左右軸承的同心度，使橫軸轉動不靈活。二是靠加工工藝來保證。例如采用高準確度的機床，來提高零件加工準確度，保證其垂直度合格。在使用中，當橫軸與豎軸的垂直度不合格時，靠修刮支架來調整。橫軸與軸承磨損后，會使它們之間的間隙過大，從而產生徑向晃動，徑向晃動會使垂直度的檢定結果不穩定，此時最好是更換新的軸承。

2.7視準軸與橫軸垂直度的調修

影響照準差的因素很多，當照準差不合格時，要盡可能找出不合格的原因，然后進行調整。查找原因時首先要檢查望遠鏡緊固螺釘是否松動，橫軸是否有軸向竄動。當望遠鏡上的緊固螺釘松動，轉動望遠鏡時就會晃動，橫軸有軸向竄動時，也會影響照準差，上述兩個原因會使照準差檢定結果數據不穩定。望遠鏡未固緊時，可擰緊望遠鏡緊固螺釘。如果是橫軸有軸向竄動，則應更換橫軸上的修正圈（又稱調節環），當照準差超差很小，例如僅在幾秒范圍時，也可調整望遠鏡十字分劃板豎絲，但僅限于用在4個螺釘頂住目鏡接管的儀器。調整方法是將上面一個螺釘略微松開，用左右手分別拿一根撥棍，撥動左右螺釘，使其一進一退，直到使十字分劃板豎絲移動一個C值為止。然后擰緊上面的一個螺釘。上述三個部位的調整，均和視準軸與橫軸的垂直度直接相關，同時影響望遠鏡調焦運行誤差。在照準差調整合格之后，還要檢定視準軸與橫軸的垂直度和望遠鏡調焦運行誤差。除望遠鏡和橫軸之外，還有前述的各種誤差因素，也要依次檢查，并調整修理。

2.8偏心差的調修

當水平度盤偏心差不合格或者轉動水平度盤時，照準差的變動量不合格，則應當調整水平度盤偏心。當豎直度盤偏心差不合格或者指標差的變動量不合格時，則應當調整豎直度盤的偏心。調整度盤偏心需要在度盤偏心檢查儀上進行，度盤偏心檢查儀上有兩個高倍的讀數顯微鏡，分別對準度盤的對徑方向，檢查時，一邊旋轉度盤觀察讀數一邊調整，直到檢定合格為止。