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測微儀是指量測經緯儀度盤上不足一分劃值的讀數設備。作用是借助顯微鏡把度盤上分劃像放大并讀出不足一分劃值的零數。常用的有分微尺測微器、平行玻璃板測微器和光楔測微器等。

1638年前后,英國天文學家加斯科因首先將測微器用在天文望遠鏡上。它的主要部分是一個稱為測微盒的金屬匣子,借金屬筒插入望遠鏡筒內,和望遠鏡固連在一起。在測微盒的框架上裝有一定數量的水平絲和垂直絲組成的絲網,稱定絲。盒內還有一個可移動的框架,框架上裝有幾條動絲。用精密螺旋推動框架,框架一側裝有彈簧,以消除螺紋的空回。在測微盒外裝接目鏡。在螺旋外側連有測微輪,輪上刻有分度線。由分度線對應的位置,可知道螺旋轉動的周數和周的小數。測微輪上每一分度值相應于動絲在視場中某一固定位置。在測時工作中使用的測微器,常在測微輪上再加一個瑪瑙圓環(huán)。環(huán)上每隔一定間距,都嵌有金屬接觸片。當轉動測微輪時,這些接觸片就會相繼和一固定的金屬彈片接觸,通過電路和記錄儀器接通。這種測微器又稱接觸測微器。它被廣泛應用在天體的定位以及雙星相對位置和行星直徑的測量中。

分微尺測微器

分微尺測微器的結構簡單,讀數方便,具有一定的讀數精度,廣泛應用于J6級光學經緯儀。國產J6級光學經緯儀,除北京紅旗外,均采用這種裝置。這類儀器的度盤分劃度為1°,按順時針方向注記。其讀數設備是由一系列光學零件組成的光學系統(tǒng)。

讀數的主要設備為讀數窗上的分微尺,水平度盤與豎盤上1°的分劃間隔,成象后與分微尺的全長相等。上面的窗格里是水平度盤及其分微尺的影象,下面的窗格里是豎盤和其分微尺的影象。分微尺分成60等分,格值1′,可估讀到0.1′。讀數時,以分微尺上的零線為指標。度數由落在分微尺上的度盤分劃的注記讀出,小于1′的數值,即分微尺零線至該度盤刻度線間的角值,由分微尺上讀出。

平行玻璃板測微器

采用單平板玻璃測微器讀數的光學經緯儀有北京紅旗Ⅱ型、瑞士Wild T1型等。單平板玻玻測微器主要由平板玻璃、測微尺、連接機構和測微輪組成。轉動測微輪,通過齒輪帶動平板玻璃和與之固連在一起的測微尺一起轉動;測微尺和平板玻璃同步轉動,單平板玻璃測微器讀數窗的影象:下面的窗格為水平度盤影象;中間的窗格為豎直度盤影象;上面較小的窗格為測微尺影象。度盤分劃值為30′,測微尺的量程也為30′ ,將其分為90格,即測微尺最小分劃值為20″,當度盤分劃影象移動一個分劃值(30′)時,測微尺也正好轉動30′。

光楔測微器

移動光楔測微器的原理是光線通過光楔時,光線會發(fā)生轉角不變。因此通過光楔移動后,由于光線的偏轉點改變了而偏轉角不變。因此,通過光楔的光線就產生了平行位移地動以這實現其測微的目的。

使用儀器前要進行一些準備工作,來提高測量的準確性。

對中

對中目的是使儀器的中心與測站點位于同一鉛線上。先目估三腳架頭大致水平,且三腳架中心大致對準地面標志中心,踏緊一條架腳。雙手分別握住另兩條架腿稍離地面前后左右擺動,眼睛看對中器的望遠鏡,直至分劃圈中心對準地面標志中心為止,放下兩架腿并踏緊。調節(jié)架腿使氣泡基本居中,然后用腳螺旋精確整平。檢查地面標志是不位于對中器分劃圈中心,若不居中,可稍旋松連接螺旋,在架頭上移動儀器,使其精確對中。

整平

整平是利用其座上三個腳螺旋使照準部水準管氣泡居中,從而導致豎軸豎直和水平度盤水平。 整平時,先轉動照準部,使照準部水準管與任一對腳螺旋的連線平行,兩手同時向內或外轉動這兩個腳螺旋,使水準管氣泡居中。將照準部旋轉90°,轉動第三個腳螺旋,使水準管氣泡居中,按以上步驟反復進行,直到照準部轉至任意位置氣泡皆居中為止。

儀器誤差

1、視準軸誤差

望遠鏡視準軸不垂直于橫軸時,其偏離垂直位置的角值C 稱視準差或照準差。

2、橫軸誤差

當豎軸鉛垂時,橫軸不水平,而有一偏離值I ,稱橫軸誤差或支架差。

3、豎軸誤差

觀測水平角時,儀器豎軸不處于鉛垂方向,而偏離一個δ角度,稱豎軸誤差。

讀數誤差

用分微尺測微器讀數,可估讀到最小格值十分之一。以此作為讀數誤差。

對中誤差與目標偏心

觀測水平角時,對中不準確,使得儀器中心與測站點的標志中心不在同一鉛垂線上即是對中誤差,也稱測站偏心。當照準的目標與其它地面標志中心不在一條鉛垂線上時,兩點位置的差異稱目標偏心或照準點偏心。其影響類似對中誤差,邊長越短,偏心距越大,影響也越大。

環(huán)境因素

觀測在一定的條件下進行,外界條件對觀測質量有直接影響,如松軟的土壤和大風影響儀器的穩(wěn)定;日曬和溫度變化影響水準管氣泡的運動;大氣層受地面熱輻射的影響會引起目標影像的跳動等等,這此都會給觀測水平角帶來誤差。因此,要選擇目標成象清晰穩(wěn)定的有利時間觀測,設法克服或避開不利條件的影響,以提高觀測成果的質量。