㈠ 自动安平水准仪
目前，自动安平水准仪已广泛应用于测绘和工程建设中，它的构造特点是没有水准管和微倾螺旋，而只有一个圆水准器进行粗略整平。当圆水准气泡居中后，尽管仪器竖轴有微小的倾斜，但借助仪器内补偿器的作用，视准轴在数秒钟内自动成水平状态，从而读出视线水平时的水准尺读数值。不仅在某个方向上，而且在任何方向上均可读出视线水平时的读数。因此，自动安平水准仪不仅能缩短观测时间，简化操作，而且对于施工场地地面的微小震动、松软土地的仪器下沉以及大风吹刮时的视线微小倾斜等不利状况，能迅速自动地安平仪器，有效地减弱外界的影响，有利于提高观测精度。
一、视线自动安平原理
如图2-27所示，视准轴水平时在水准尺上读数为a，当视准轴倾斜一个小角α时，此时视线读数为a′（a′不是水平视线读数）。为了使十字丝中丝读数仍为水平视线的读数a，在望远镜的光路上增设一个补偿装置，使通过物镜光心的水平视线经过补偿装置的光学元件后偏转一个β角，仍旧成像于十字丝中心。由于α和β都是很小的角度，当下式成立时，就能达到自动补偿的目的。即
f·α=d·β （2-24）
式中：f——物镜到十字丝分划板的距离；
d——补偿装置到十字丝分划板的距离。
图2-27 视线自动安平原理
二、补偿装置的结构
补偿装置的结构有许多种，大都是悬吊式光学元件（如屋脊棱镜、直角棱镜等）借助于重力作用达到视线自动安平的目的，也有借助于空气或磁性的阻尼装置稳定补偿器的摆动。如国产DSZ3自动安平水准仪，采用悬吊棱镜组的补偿器借助重力作用达到自动安平的目的。如图2-28所示补偿器安在望远镜光路上与十字丝相距d=f/4处，当视线微小倾斜α角时，倾斜视线经补偿器两个直角棱镜反射，使水平视线偏转β角，正好落在十字丝交点上，观测者仍能读到水平视线的读数，从而达到了自动安平的目的。
有的精密自动安平水准仪（如Ni007）的补偿器是一块两次反射直角棱镜，用薄弹簧片悬挂成重力摆，用空气阻尼，瞄准水准尺后，一般在2～4s后就可静止，此时可进行读数。
三、自动安平水准仪的使用
使用自动安平水准仪时只要将仪器圆水准气泡居中（粗略整平），即可瞄准水准尺进行读数。一般圆水准器的分划值为（8′～10′）/2mm，补偿器作用范围为d（10′～15′），所以只要使圆水准气泡居中并不越出圆水准器中央小黑圆圈范围，补偿器就会起到自动安平的作用。为了确保补偿器能起到自动安平作用，使用自动安平水准仪仍应认真进行粗略整平，另外，由于补偿器相当于一个重力摆，不管是空气阻尼或者磁性阻尼，其重力摆静止稳定需2～4s，故瞄准水准尺宜过几秒钟后再读数为好。
图2-28 视线自动安平的补偿结构
有的自动安平水准仪配有一个自动安平启动键或自动安平按钮，每次读数前应按一下启动键或按一下自动安平按钮再读数，否则补偿器不会起作用。使用时应仔细阅读仪器说明书。
㈡ 水平仪有什么组成
1、水准仪由什么组成？
水准仪主要由望远镜、水准器和基座三部分组成。望远镜是用来瞄准远方目标的，水准器有管水准器和圆水准器两种，管水准器是用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示竖轴是否竖直。基座用来支承仪器的上部并与三脚架连接。
2、水准仪怎么测距离？
(1)安置仪器，熟悉水准仪基本构造、各部件名称和作用
1)选择坚固、平坦、空阔的地方打开三角架，使三角架的三条腿近似等距，架设高度应该适中，架头应该大致水平，架腿制动螺旋应该固紧；
2)打开仪器箱，双手取出水准仪，将仪器小心地安置到三角架顶面上，用一只手握住仪器，另一只手松开三脚架中心连接螺旋，将仪器固定在三脚架上；
3)对照教材，观察仪器的各个部件的构造，熟悉各螺旋的名称和作用，试着旋拧各个螺旋以了解其功能。
(2)学习水准仪粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数的操作流程
1)粗略整平
粗略整平是借助圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅直，从而视准轴粗略水平。如图2.1.3（a）所示，气泡未居中而位于a处；则先按箭头所指方向，用双手相对转动脚螺旋①和②，使气泡移动到b的位置（图2.1.3（b））；再左手转动脚螺旋③，即可使气泡居中。在整平的过程中，气泡移动的方向与左手大拇指运动的方向一致。
2)瞄准水准尺
①将望远镜对着明亮的背景，转动目镜螺旋，使十字丝清晰；
②松开制动螺旋，转动望远镜，采用望远镜镜筒上面的照门和准星瞄准水准尺，然后拧紧制动螺旋；③从望远镜中观察，转动物镜螺旋进行对光，使目标清晰，再转动微动螺旋，使竖丝对准水准尺；④眼睛在目镜端上下微微移动，若十字丝与目标影响有相对移动，则应重新仔细地进行物镜对光，直到读数不变为止。
3)精平
眼睛通过位于目镜左方的符合气泡观察窗看水准管气泡，右手转动微倾螺旋，使气泡两端的像吻合，即表示水准仪的视准轴已精确水平。
4)读数
观察十字丝的中丝在水准尺上的分划位置，读取读数。
(3)进行闭合或附合水准路线测量
1)选定一条闭合或附合水准路线，长度以安置4~6个测站为宜，确定起始点及水准路线的前进方向；
2)在起始点和第一个待定点分别立水准尺，在距该两点大致等距处安置仪器，按照粗略整平、瞄准水准尺、精平与读数的操作流程，分别观测后视读数和前视读数，计算高差1h，然后将仪器搬至第1和第2点的中间设站观测，得到2h，依次推进测出3h、4h、…；
3)根据已知点高程及各观测站的观测高差，计算水准路线的高差闭合差，并检查是否超限，如果超限，则应重新观测；如没有超限，则对闭合差进行分配，进而推算出各待测点的高程。
㈢ 自动调平水平仪和自动找平水平仪有什么区别
水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中,用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。
水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差
㈣ 自动找平控制技术在推土机上都有哪些应用
目前应用在推土机上的自动找平控制方式有两种：激光控制和GPS三维高程控制。
激光控制机械自动找平系统是一种专门用于对施工作业面进行高精度平整的光机电液一体化自动控制设备，是专门与相关施工机械配套并提高其自动化水平的重要手段，是当今世界上最先进的整平作业技术之一。世界著名的卡特彼勒公司和小松公司在其中小马力推土机上都应用了激光控制自动找平系统。推土机安装激光控制机械自动找平系统主要是将激光信号转化为电信号，根据电信号的变化控制电磁比例液压换向阀，最终控制铲刀提升液压缸实现平整作业。
GPS三维控制系统集成了定位技术、设计软件和强大的控制系统，能够实现对推土机的精确控制、铲刀的实时定位以及平整、掘土和运土的完全自动化。满足垂直曲线、过渡点、超高曲线和复杂站点等要求苛刻的工程建设需要。
本文以山推TSY160L型推土机为例，论述激光控制机械自动找平系统在实际工程中的应用。
1、推土机自动找平系统的使用对象和范围
目前，激光控制机械自动找平技术在世界发达国家已经得到广泛的使用；近几年国内在农田基本建设、水利水电工程、公路铁路建设、机场建设和市政工程等方面也开始应用。
2、基本配置
推土机的激光控制自动找平系统由激光发射器、激光接收器、控制器和推土机组成。
(1)激光发射器的分类
从发射距离上分为：发射直径300m、600m、900m和1200m；
从发射角度上分为：纯水平发射器和斜坡发射器；
从作业坡面上分为：单坡发射器和双坡发射器；
从水平校正方式上分为：人工水平校准和自动水平校准。
(2)激光接收器按接收角度可分为180°和360°两种，它安装在自动或手动桅杆上与推土铲组成一体。推土机上应当配置360°的接收器，以便于机器的灵活作业。
(3)控制器是连接激光接收器和推土机的重要组成部分，它有信号传输与处理功能，将接收器的信号进行数据处理、存储、下载以实现对铲刀的液压控制，并且能够根据施工工况和要求设置不同的精度等级，精确的可达到3~5mm，粗略的可设置为20mm，达到优化施工的目的。
(4)推土机必须为液压控制，在液压管路上并联电磁比例换向阀，使设备具有手动控制和自动控制两种功能。
3、工作原理
激光控制自动找平技术是利用激光束参照平面作为非视觉控制手段，代替常规机械设备中操作人员的目测判断方法，自动控制铲刀刀口的升降高度，以便达到精确整平的效果。
激光发射器是由有源电池驱动的一种激光发生装置，它被安置在作业面适当位置的三脚架上。激光发射头在工作时是高速旋转的，旋转速度高达900r/min，并可根据设定要求自动达到水平面或斜坡面状态，它发射的激光束可在作业面上形成一个激光光学平面，该平面即作为整平作业的基准参照面。由于该参照面是处于一定空间高度的稳定平面，因而不受机群作业和其它因素的干扰。
激光接收器的功用是接收激光发射器发来的高程光信号，并根据相对基准参照面的高度变化将光信号转换成变化的电信号，并传输到控制器。
控制器将激光接收器传递来的电位信号，经过数据分析处理后转换成控制信号，控制电磁比例换向阀通向铲刀提升液压缸的油量和方向，实现铲刀的自动升降。
4、系统作业效率分析
推土机进行平整作业时，在公路路基施工中，将自卸车堆放的土料进行摊铺，熟练的司机经过3次作业可将路面大致整平，然后再经过平地机2次作业后才能进行压实作业。采用推土机加装自动找平系统后，自卸车堆放的土料只需一次平整作业即可进行压实作业(平整度不大于20mm)。工作效率提高，劳动强度降低，质量明显改善。尤其在进行大面积场地作业时，不仅作业周期加快，而且减少了施工中的多次测量，减少返工，一次施工即可达到要求。
5、应用实例
加装激光自动找平系统的山推TSY160L型推土机曾在三峡大坝右岸RCC围堰工程中进行施工(题图)。施工对象为堆放的混凝土散料，由于施工要求铺层的厚度要均匀平整，整个作业面要协调一致，且要一次完成任务，不能有太长的时间间隔。如果采取手动操作施工，不仅难以达到平整度要求，而且混凝土的凝固时间也不允许，将严重影响工程的质量。采用自动找平系统后，一台推土机可以配合12～15台自卸卡车送料，而且成堆卸放的物料不需要进行粗略摊铺，经过推土机的一次整平作业即可满足进行振动压实的要求，每小时作业面积可达到8000～11000m2，满足混凝土物料的快速整平要求。
6、结束语
在国内，自动找平系统在推土机上的应用虽然尚处于初始阶段，但是随着国民经济的不断发展以及工程施工要求的不断变化，该领域的发展潜力是非常大的，应该得到重视和关注。尤其在机群化作业施工中，更具有无可比拟的优越性。