第二节 水准测量的仪器和工具
水准测量所使用的仪器为水准仪，工具有水准尺和尺垫。
国产水准仪按其精度分，有 DS05 ， DS1 ， DS3 及 DS10 等几种型号。 05 、 1 、 3 和 10 表示水准仪精度等级。
一 、 DS3 微倾式水准仪的构造
DS3 主要由望远镜、水准器及基座三部分组成。
1 ．望远镜
望远镜是用来精确瞄准远处目标并对水准尺进行读数的。它主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板组成。
（ 1 ）十字丝分划板 是为了瞄准目标和读数用的。
（ 2 ）物镜和目镜 物镜和目镜多采用复合透镜组，目标 AB 经过物镜成像后形成一个倒立而缩小的实像 ab ，移动对光透镜，可使不同距离的目标均能清晰地成像在十字丝平面上。再通过目镜的作用，便可看清同时放大了的十字丝和目标影象 a′b′ 。
（ 3 ）视准轴 十字丝交点与物镜光心的连线，称为视准轴 CC 。视准轴的延长线即为视线，水准测量就是在视准轴水平时，用十字丝的中丝在水准尺上截取读数的。
2 ．水准器
（ 1 ）管水准器 管水准器（亦称水准管）用于精确整平仪器。如图 2-6 所示，它是一玻璃管，其纵剖面方向的内壁研磨成一定半径的圆弧形，水准管上一般刻有间隔为 2mm 的分划线，分划线的中点 O 称为水准管零点，通过零点与圆弧相切的纵向切线 LL 称为水准管轴。水准管轴平行于视准轴。
水准管上 2mm 圆弧所对的圆心角 τ ，称为水准管的分划值，水准管分划愈小，水准管灵敏度愈高，用其整平仪器的精度也愈高。 DS3 型水准仪的水准管分划值为 20″ ，记作 20″/2mm 。
为了提高水准管气泡居中的精度，采用符合水准器。
（ 2 ）圆水准器 圆水准器装在水准仪基座上，用于粗略整平。圆水准器顶面的玻璃内表面研磨成球面，球面的正中刻有圆圈，其圆心称为圆水准器的零点。过零点的球面法线 L′L′ ，称为圆水准器轴。圆水准器轴 L′L′ 平行于仪器竖轴 VV 。
气泡中心偏离零点 2mm 时竖轴所倾斜的角值，称为圆水准器的分划值，一般为 8′ ～ 10′ ，精度较低。
3 ．基座
基座的作用是支承仪器的上部，并通过连接螺旋与三脚架连接。它主要由轴座、脚螺旋、底板和三脚压板构成。转动脚螺旋，可使圆水准气泡居中。
二、水准尺和尺垫
1 ．水准尺
水准尺是进行水准测量时与水准仪配合使用的标尺。常用的水准尺有塔尺和双面尺两种。
（ 1 ）塔尺 是一种逐节缩小的组合尺，其长度为 2m ～ 5m ，有两节或三节连接在一起，尺的底部为零点，尺面上黑白格相间，每格宽度为 1cm ，有的为 0.5cm ，在米和分米处有数字注记。
（ 2 ）双面水准尺 尺长为 3m ，两根尺为一对。尺的双面均有刻划，一面为黑白相间，称为黑面尺（也称主尺）；另一面为红白相间，称为红面尺（也称辅尺）。两面的刻划均为 1cm ，在分米处注有数字。两根尺的黑面尺尺底均从零开始，而红面尺尺底，一根从 4.687m 开始，另一根从 4.787m 开始。在视线高度不变的情况下，同一根水准尺的红面和黑面读数之差应等于常数 4.687m 或 4.787m ，这个常数称为尺常数，用 K 来表示，以此可以检核读数是否正确。
2 ．尺垫
尺垫是由生铁铸成。一般为三角形板座，其下方有三个脚，可以踏入土中。尺垫上方有一突起的半球体，水准尺立于半球顶面。尺垫用于转点处。