從光學(xué)水平儀到電子水平儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)都是怎樣的

電子水平儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電子水平儀又稱為數(shù)字水平儀，是以自動安平水平儀為基礎(chǔ)，采用條紋編碼水準(zhǔn)尺和電子影像處理原理，用CCD行陣傳感器代替人的肉眼，將望遠鏡像面上的標(biāo)尺顯像轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，可自動進行讀數(shù)記錄。電子水平儀可視為CCD相機、自動安平水平儀以及微處理器的集成。

由于電子水平儀也是建立在水平視準(zhǔn)線原理上進行高程測量的，因此，測量實施方法和光學(xué)水平儀基本一致，同樣需要水準(zhǔn)尺來配合進行測量。與電子水平儀配套使用的水準(zhǔn)尺為條紋編碼水準(zhǔn)尺，這是與電子水平儀配合的專用標(biāo)尺，通常由玻璃纖維或銦鋼制成，尺面上刻劃著寬度不同的水平黑白相間的條紋編碼，這種條碼相當(dāng)于普通水準(zhǔn)尺上的分劃和標(biāo)記。使用電子水平儀進行水準(zhǔn)測量時，只需在完成安平，輸入測量參數(shù)后，將望遠鏡對準(zhǔn)條紋編碼水準(zhǔn)尺，按儀器上的測量鍵。電子水平儀攝入條碼圖像后，經(jīng)處理器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的數(shù)字，再通過信號轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)化，在顯示屏上顯示出高差、距離和待測點的高程等數(shù)據(jù)，還可進行電子紀(jì)錄。

采用不同讀數(shù)原理的條紋編碼水準(zhǔn)尺

目前，世界上電子水平儀采用了不同的自動讀數(shù)原理，包括相關(guān)法、幾何法，相位法等，不同讀數(shù)原理標(biāo)尺的條紋編碼圖案不相同，不能互換使用。如相關(guān)法，是通過探測儀獲得的水準(zhǔn)尺上的條碼圖像信號(即測量信號)，通過與儀器內(nèi)預(yù)先設(shè)置的“已知代碼”(參考信號)按信號相關(guān)方法進行比對，使測量信號移動以達到兩信號符合，從而獲得標(biāo)尺讀數(shù)和視距讀數(shù)。

與光學(xué)水平儀比較，電子水平儀用自動電子讀數(shù)代替人工讀數(shù)，不存在讀錯、記錯等問題，沒有人為讀數(shù)誤差。而采用條紋編碼進行測量的方式削弱了傳統(tǒng)水準(zhǔn)尺的標(biāo)尺分劃誤差，能夠自動繼續(xù)多次測量，并削弱了外界環(huán)境變化造成的影響，精度更高，同時也使經(jīng)驗較不豐富的測量人員也能夠進行高精度的測量。此外，電子水平儀也能實現(xiàn)自動記錄、檢核、處理和存儲，減輕了測量人員的勞動強度，進一步提高了測量的速度與效率。

電子水平儀通過讀數(shù)自動化極大地提高了測量工作的效率

電子水平儀在自動進行水準(zhǔn)測量的同時，還可自動進行視距測量，因此，可用于水準(zhǔn)測量、地形測量、建筑施工測量等領(lǐng)域。如配合微型馬達驅(qū)動器，能快速自動檢測建筑物的沉降等，這也使得電子水平儀獲得了更加廣闊的使用范圍。