孫建

摘 要：本文主要對光學(xué)經(jīng)緯儀調(diào)修前應(yīng)當(dāng)注意的事項(xiàng)以及常見故障的調(diào)修方法進(jìn)行介紹，由于光學(xué)經(jīng)緯儀的型號較多，調(diào)修時(shí)對該儀器的結(jié)構(gòu)和工作原理要充分的了解和分析，不同類型的經(jīng)緯儀可能需要不同的調(diào)修方法，本文在實(shí)際調(diào)修工作中有較大的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：光學(xué)經(jīng)緯儀;結(jié)構(gòu)原理;注意事項(xiàng);常見故障;使用調(diào)修

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

光學(xué)經(jīng)緯儀的型號種類較多，對于不同型號的經(jīng)緯儀，對于不同型號的光學(xué)經(jīng)緯儀調(diào)修方法也會各有不同。對光學(xué)經(jīng)緯儀調(diào)修注意事項(xiàng)及常見故障調(diào)修介紹如下。

1光學(xué)經(jīng)緯儀調(diào)修需要注意的事項(xiàng)

光學(xué)經(jīng)緯儀調(diào)修前需要了解該儀器的結(jié)構(gòu)原理，并且必須要熟悉儀器的有關(guān)計(jì)量性能。光學(xué)經(jīng)緯儀所有光學(xué)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(diào)修前要用小刷子清擦表面灰塵，檢查各個制動手輪，微調(diào)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(shí)要特別注意腳螺旋的位置。有豎盤指標(biāo)自動補(bǔ)償器的儀器，要將吊絲松開，呈現(xiàn)自由懸掛狀態(tài)。使用制動手輪時(shí)不要制動過緊。根據(jù)儀器檢定結(jié)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(diào)修方案，切忌盲目拆卸和調(diào)修儀器。在拆卸儀器時(shí)，要根據(jù)儀器調(diào)修的先后次序，按步驟進(jìn)行。同時(shí)只拆卸有故障的部位，與故障無關(guān)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(fù)到原有狀態(tài)。有時(shí)還會降低儀器的準(zhǔn)確度或使光路系統(tǒng)發(fā)生變化。對于精密的機(jī)械部分，如軸系等也應(yīng)特別注意。調(diào)修光路系統(tǒng)，要了解光線經(jīng)過每一個光學(xué)零件后成像位置的變化。拆卸時(shí)要注意零件的相互位置關(guān)系，最好在拆卸之前劃上明顯的裝配記號，以便裝配時(shí)不致弄錯。拆下的零件要依次放入搪瓷盤或培養(yǎng)皿中，然后對各零件要認(rèn)真清洗，擦拭光學(xué)零件時(shí)，防止清潔液進(jìn)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(nèi)，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(jīng)過調(diào)修完畢裝配零件時(shí)，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(shí)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(diào)修好的儀器，根據(jù)修理情況，要重新進(jìn)行部分項(xiàng)目或全部項(xiàng)目的檢定。在進(jìn)行部分項(xiàng)目的檢定時(shí)，相關(guān)項(xiàng)目也要檢定，修理后依據(jù)檢定規(guī)程的要求需要對橫軸與豎軸垂直度進(jìn)行檢定，也要視準(zhǔn)軸與橫軸的垂直度進(jìn)行檢定。

2光學(xué)經(jīng)緯儀常見故障的調(diào)修舉例

2.1望遠(yuǎn)鏡成像不清晰故障的調(diào)修

望遠(yuǎn)鏡成像不清晰，會直接影響照準(zhǔn)目標(biāo)，這是在光學(xué)經(jīng)緯儀使用中常見故障之一。望遠(yuǎn)鏡成像不清晰的因素很多，主要因素及其調(diào)修方法如下。

（1）儀器光學(xué)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(zhǔn)目標(biāo)。當(dāng)潤滑油流到光學(xué)零件表面時(shí)，有油污的地方亮度下降，也會影響照準(zhǔn)目標(biāo)。遇到上述情況，應(yīng)當(dāng)拆卸望遠(yuǎn)鏡的有關(guān)部分，擦拭光學(xué)零件表面的油污和灰塵，除去霉霧。長期在戶外使用的經(jīng)緯儀，沙塵將目鏡表面摩擦發(fā)毛，造成成像不清晰，此時(shí)就應(yīng)當(dāng)需要更換相應(yīng)的零件。

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

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

（4）零件裝配時(shí)壓圈未壓緊，使零件有松動;或壓圓壓得過緊，使零件變形，產(chǎn)生像差，都會使成像不清晰。此時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)壓圈，使其松緊適度影響望遠(yuǎn)鏡成像質(zhì)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(shí)應(yīng)慎重。

2.2讀數(shù)系統(tǒng)故障的調(diào)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(tǒng)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(yīng)通過調(diào)整相應(yīng)的棱鏡予以解決。

2.3水準(zhǔn)器軸與豎軸的垂直度的調(diào)修

檢定水準(zhǔn)器軸與豎軸的垂直度時(shí)，首先應(yīng)將豎軸調(diào)整到鉛垂位置，此時(shí)如果水準(zhǔn)氣泡仍未居中，其位置超過規(guī)程中所規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，則需要調(diào)整水準(zhǔn)氣泡，不要在未調(diào)好豎軸鉛垂之前調(diào)水準(zhǔn)器。

2.4行差和視差的調(diào)修

行差和視差是光學(xué)經(jīng)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(biāo)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(jié)果的正確性，發(fā)生上述問題，應(yīng)當(dāng)即時(shí)調(diào)整光路系統(tǒng)，直至合格為止，行差和視差的調(diào)整相互關(guān)聯(lián)，故簡稱行視差，調(diào)整行視差時(shí)，應(yīng)將儀器分成三類，分別對待。

一類是單面讀數(shù)經(jīng)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(diào)整。水平度盤行視差不合格時(shí)，調(diào)整水平度盤顯微物鏡組。物距和像距的改變，會使放大倍數(shù)改變，也就是行差改變。所以調(diào)整兩個物鏡會使行差和視差都發(fā)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(guī)律，然后進(jìn)行調(diào)整，一般來說，調(diào)整靠近物體的透鏡，對視差影響較大，調(diào)整靠近指標(biāo)面（讀數(shù)窗）的物鏡，對行差影響較大。如果行差不合格，視差合格，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)行差的檢定結(jié)果是大于零還是小于零，將物鏡組一起上下移動。再根據(jù)行差視差變化情況，調(diào)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(yīng)當(dāng)將物鏡組相對移近或移遠(yuǎn)，然后根據(jù)行視差的變化情況，作進(jìn)一步調(diào)整，直至檢定合格為止。如果行視差均不合格則應(yīng)當(dāng)視其不合格情況，反復(fù)進(jìn)行調(diào)整，直至檢定合格為止。對于豎直度盤行視差的調(diào)整，應(yīng)當(dāng)通過調(diào)整豎直度盤物鏡前組和后組來解決，調(diào)整方法與水平度盤類同。

另外一類是單面讀數(shù)經(jīng)緯儀、水平度盤和豎直度盤光路同時(shí)行進(jìn)的儀器，例如J6-1型儀器，為水平度盤與豎直度盤光路同時(shí)行進(jìn)。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(jīng)聚光鏡、底反棱鏡及水平物鏡組到達(dá)單平板玻璃測微器，再經(jīng)過棱鏡成像于讀數(shù)窗（指標(biāo)面）上?？梢钥闯鏊轿镧R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(dāng)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(shí)，先調(diào)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(diào)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(diào)整豎盤物鏡組，直至合格為止。

第三類是雙面讀數(shù)（對徑符合讀數(shù)）經(jīng)緯儀度盤或豎直度盤行視差不合格時(shí)，按第一類所述方法進(jìn)行調(diào)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(shí)，其調(diào)整方法為水平度盤主像行視差不合格，調(diào)整水平度盤物鏡組。副像行視差不合格，調(diào)整水平轉(zhuǎn)像物鏡組。主副像行差相差過大，均不合格時(shí)，則應(yīng)當(dāng)先調(diào)整水平度盤顯微物鏡組，使主像行視差合格，然后調(diào)整水平轉(zhuǎn)像物鏡組，使副像行視差合格。豎直度盤行視差的調(diào)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(zhuǎn)像物鏡組來進(jìn)行。

2.5望遠(yuǎn)鏡豎絲鉛垂度的調(diào)修

望遠(yuǎn)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(dāng)豎絲鉛垂時(shí)，橫絲并不完全水平，經(jīng)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(dāng)豎絲不鉛垂時(shí)，就要進(jìn)行調(diào)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(lián)接。目鏡接管用4個螺釘固定在望遠(yuǎn)鏡接頭座上，當(dāng)望遠(yuǎn)鏡豎絲不鉛垂時(shí)，可將接頭座上4個螺釘略微松開，輕輕旋轉(zhuǎn)分劃板座，直到檢定合格為止。

2.6橫軸與豎軸垂直度的調(diào)修

橫軸是望遠(yuǎn)鏡和豎直度盤的旋轉(zhuǎn)軸，豎直度盤的刻劃中心應(yīng)與橫軸中心重合。因此，橫軸軸線是豎直角的基準(zhǔn)線。對橫軸運(yùn)轉(zhuǎn)的要求一般與豎軸同。只是橫軸在結(jié)構(gòu)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(jīng)緯儀的重要技術(shù)指標(biāo)。對保證儀器準(zhǔn)確度十分重要。在儀器生產(chǎn)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(dāng)橫軸與豎軸的垂直度不合格時(shí)，可以轉(zhuǎn)動右軸承來調(diào)整。這種方法的缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)動偏心軸承會影響左右軸承的同心度，使橫軸轉(zhuǎn)動不靈活。二是靠加工工藝來保證。例如采用高準(zhǔn)確度的機(jī)床，來提高零件加工準(zhǔn)確度，保證其垂直度合格。在使用中，當(dāng)橫軸與豎軸的垂直度不合格時(shí)，靠修刮支架來調(diào)整。橫軸與軸承磨損后，會使它們之間的間隙過大，從而產(chǎn)生徑向晃動，徑向晃動會使垂直度的檢定結(jié)果不穩(wěn)定，此時(shí)最好是更換新的軸承。

2.7視準(zhǔn)軸與橫軸垂直度的調(diào)修

影響照準(zhǔn)差的因素很多，當(dāng)照準(zhǔn)差不合格時(shí)，要盡可能找出不合格的原因，然后進(jìn)行調(diào)整。查找原因時(shí)首先要檢查望遠(yuǎn)鏡緊固螺釘是否松動，橫軸是否有軸向竄動。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡上的緊固螺釘松動，轉(zhuǎn)動望遠(yuǎn)鏡時(shí)就會晃動，橫軸有軸向竄動時(shí)，也會影響照準(zhǔn)差，上述兩個原因會使照準(zhǔn)差檢定結(jié)果數(shù)據(jù)不穩(wěn)定。望遠(yuǎn)鏡未固緊時(shí)，可擰緊望遠(yuǎn)鏡緊固螺釘。如果是橫軸有軸向竄動，則應(yīng)更換橫軸上的修正圈（又稱調(diào)節(jié)環(huán)），當(dāng)照準(zhǔn)差超差很小，例如僅在幾秒范圍時(shí)，也可調(diào)整望遠(yuǎn)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(diào)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(jìn)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(diào)整，均和視準(zhǔn)軸與橫軸的垂直度直接相關(guān)，同時(shí)影響望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運(yùn)行誤差。在照準(zhǔn)差調(diào)整合格之后，還要檢定視準(zhǔn)軸與橫軸的垂直度和望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦運(yùn)行誤差。除望遠(yuǎn)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(diào)整修理。

2.8偏心差的調(diào)修

當(dāng)水平度盤偏心差不合格或者轉(zhuǎn)動水平度盤時(shí)，照準(zhǔn)差的變動量不合格，則應(yīng)當(dāng)調(diào)整水平度盤偏心。當(dāng)豎直度盤偏心差不合格或者指標(biāo)差的變動量不合格時(shí)，則應(yīng)當(dāng)調(diào)整豎直度盤的偏心。調(diào)整度盤偏心需要在度盤偏心檢查儀上進(jìn)行，度盤偏心檢查儀上有兩個高倍的讀數(shù)顯微鏡，分別對準(zhǔn)度盤的對徑方向，檢查時(shí)，一邊旋轉(zhuǎn)度盤觀察讀數(shù)一邊調(diào)整，直到檢定合格為止。