JJG 425-2003 水准仪

中华人民共和国国家计量检定规程

JJG425-2003

水准仪

Levels

2003一03一05发布2003一09一01实施

国家质量监督检验检疫总局发布

工狂.425-2003

水准仪检定规程

{JJG425-2003{

VerificationRegulation{代替。G425-1994{

ofLevels

本规程经国家质量监督检验检疫总局于2003年03月05日批准，并自

2003年09月01日起施行。

归口单位:全国几何量角度计量技术委员会

主要起草单位:中国地震局第二监测中心

陕西省计量测试研究所

参加起草单位:中国地震局地震研究所

苏州一光仪器有限公司

本规程由全国几何量角度计量技术委员会负责解释

刀G425-2003

本规程主要起草人:

任道胜(中国地震局第二监测中心)

陈如丽(中国地震局第二监测中心)

刘莹(陕西省计量测试研究所)

参加起草人:

杨辉(中国地震局第二监测中心)

付辉清(中国地震局地震研究所)

罗官德(中国地震局第二监测中心)

付晓平(苏州一光仪器有限公司)

JJG425-2003

目录

1范围··························································································……(1)

2引用文献····················································································……(1)

3概述·························································································……(1)

4计量性能要求··············································································……(2)

4.1水准器角值··············································································……(2)

4.2竖轴运转误差···········································································……(2)

4.3望远镜分划板横丝与竖轴垂直度···················································……(2)

4.4视距乘常数··············································································……(2)

4.5测微器的行差和回程差·······························································……(2)

4.6数字水准仪30m视距测量误差······················································……(2)

4.7视准线的安平误差·····································································……(2)

4.8望远镜视轴与管状水准泡轴在水平面内投影的平行度(交叉误差)······……(2)

4.9视准线误差((d角派··································································……(2)

4.10望远镜调焦运行误差······························································…·…(2)

4.11自动安平水准仪补偿范围和补偿误差··········································……(3)

4.12双摆位自动安平水准仪摆差·····················································…·…(3)

4.13测站单次高差标准差·······························································……(3)

4.14自动安平水准仪的磁致误差······················································……(3)

5通用技术要求··············································································……(4)

5.1外观·······················································································……(4)

5.2仪器各部件功能及相互作用·························································……(4)

6计量器具控制··············································································……(4)

6.1检定条件·················································································……(4)

6.2检定项目.·(5)

6.3检定方法·················································································……(6)

6.4检定结果处理···········································································……(17)

6.5检定周期·················································································……(l7)

附录A数字水准仪视准线误差(i角)的检定····································……(18)

附录B检定结果及计算实例表·························································……(19)

附录C检定证书和检定结果通知书内页格式·······································……(35)

JIG425-2003

水准仪检定规程

1范围

本规程适用于DS05,DSZ05,DS1,DSZ1,DS3,DSZ3级别水准仪的首次检定、后

续检定和使用中检验。

2引用文献

本规程引用下列文献:

GB12897-1991国家一、二等水准测量规范

GB10156-1997水准仪

JJG960-2001水准仪检定装置

JJF1001-1998通用计量术语及定义

JJF1059-1999测量不确定度评定与表示

使用本规程时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。

3概述

水准仪是以仪器的水平视准线作为基准线，进行高差测量的计量器具。它广泛地用

于大地水准测量、地形变测量、各种工程水准测量与大型精密机械安装等。因其灵敏构

件不同又分为水准管水准仪、自动安平水准仪和应用光电数码技术使水准测量数据采

集、处理、存储自动化的数字水准仪。水准仪的分级见表la

表1水准仪的分级

仪器级别DS05,DSZ05DSl、DSZIDS3.DSZ3

Ikm往返水准测量标准偏差

0.2~0.51.5~4.0

/mm

仪器外形见图

(a)水准管水准仪(b)自动安平水准仪(c)数字水准仪

图1水准仪

.TTG425-2003

4计量性能要求

计量性能要求见表2.

4.1水准器角值

圆水准泡标称角值为8'/2mm，其偏差应不大于2'0

吻合式管状水准泡标称角值为20"/2mm时，其偏差应不大于5"，标称角值为10"/

2mm时，其偏差应不大于2"0

4.2竖轴运转误差

对于水准管式水准仪的竖轴运转误差，首次检定的仪器应不大于水准管标称角值的

1/2，后续检定的仪器应不大于标称值。对于自动安平水准仪，在运转中，圆水准泡和

直交型水准管的偏差均应不大于标称角值的1/40

4.3望远镜分划板横丝与竖轴垂直度

水准仪望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度应不大于3'o

4.4视距乘常数

视距乘常数误差应不大于0.4%o

4.5测微器的行差和回程差

对于DS05,DSZ05,DSl和DSZI水准仪测微器的全程行差应不大于0.1mm，在任一

点的回程差不大于0.05mmo

4.6数字水准仪30m视距测量误差

对于DSZ05和DSZI级数字水准仪，30m视距测量误差应不大于10cm，测距标准偏

差不大于2cmo

DSZ3级数字水准仪，30m视距测量误差应不大于12cm，测距标准偏差不大于

2.5cmo

4.7视准线的安平误差

水准仪视准线的安平误差按仪器级别分别为:DS05级仪器应不大于。.40",DSZ05

级应不大于0.30",DSI级应不大于0.45",DSZ1级应不大于0.35",DS3级应不大于

1.0",DSZ3级应不大于0.8"0

4.8望远镜视轴与管状水准泡轴在水平面内投影的平行度(交叉误差)

望远镜视轴与管状水准泡轴在水平面内投影的平行度(交叉误差)对于DS05和

DSI级仪器应不大于3'，对于DS3级应不大于5'0

4.9视准线误差(i角)

视准线误差(L角)按仪器的级别和类别分别为:对于DS05和DSZ05级的光学水

准仪，视准线误差应不大于8(双摆位为4");DSI和DSZ1级的应不大于10";DS3和

DSZ3级的应不大于12"。对数字水准仪，DSZ05级的应不大于15";DSZ1级的应不大于

20";DSZ3级应不大于25"0

4.10望远镜调焦运行误差

DS05,DSZ05和DS1,DSZ1级水准仪调焦运行误差应不大于0.5mm,DS3,DSZ3级

应不大于1.Ommo

2

ITG425-2003

4.11自动安平水准仪补偿范围和补偿误差

自动安平水准仪的补偿范围应不小于8'。在标称补偿范围内，DSZ05级的补偿误差

应不大于0.20",DSZ1级的应不大于0.30",DSZ3级的应不大于0.50"0

4.12双摆位自动安平水准仪摆差

视准线在垂直方向的摆差应不大于25"，在水平方向的摆差不大于10'0

4.13测站单次高差标准差

DS05,DSZ05级水准仪在视距30m(数字水准仪视距20m一30m),12次测量时，测

站单次高差标准差应不大于0.08mm;DS1和DSZ1级的(视距50m，数字水准仪20m

30m)应不大于0.15mmo

4.14自动安平水准仪的磁致误差

在60[T直流磁场强下磁致误差，DSZ05级仪器应不大于0.02";DSZI级的应不大于

0.04"。在60ttT交流磁场强下磁致误差，DSZ05级仪器应不大于0.06";DSZ1级的应不

大于0.10"0

表2计f性能要求

序号项目单位DS05DSZ05DS1DSZ1DS3DSZ3

圆水泡(’)/2mm,8t2

1水准器角值

吻合式(”)/2mm}1012(20士5

水准管新制造的‘水准管标称角值的1/2

(”)

竖轴运转式后续检定的(水准管的标称角值

2

误差自动安圆水准泡和直交型水准管的偏离均不

(r)

平式大于标称角值的1/4

望远镜分划板横丝与

3(’)_}3

竖轴垂直度

4视距乘常数视距乘常数误差‘0.4%

测微器行行差mm全程行差X0.1

5

差回程差回程差mm任何一点回程差岌0.05

6数字水准仪30mCm测量误差‘10,测量误差〔12

视距测量误差测量标准差_}2测距标准差鉴2.5

7视准线的安平误差(“)X0.40X0.30(0.45(0.35岌1.0(0.8

8交叉误差()‘_}3(3(5

视准线光学读数(’)‘_}8(双摆位4)(10X12

9

误差(i)数字显示(”)毛15(20(25

10调焦运行误差mmX0.5续0.5,1.0

自动安平补偿误差(’)‘/1'X0.20-10.30蕊0.50

11

水准仪补偿范围(’))8

JJG425-2003

表2(续)

序号项目单位DS05DSZ05DSlDSZ1DS3DSZ3

自动安平垂直方向疾25"

12摆差

水准仪水平方向簇10'

13测站单次高差标准差mm、0.08(视距30m)一二。.15(视距50m)

(数字水准仪视距20m一30m)

磁致误差直流(”)(0.02‘0.04

14

(600T场强)交流(”)(0.06鉴0.10

5通用技术要求

外观

仪器上应标明厂名(厂标)、仪器型号及出厂编号。国产仪器应有〔互二标志及编

5A"y.一

5.1.2仪器外表无脱漆、锈蚀和伤痕，仪器密封性能良好，光学零件表面清洁，不得

有脱胶、脱膜、油迹、霉点等缺陷。

5.1.3望远镜视场亮度应均匀，成像清晰，刻线应平直无结节、断线等现象。

5.1.4合像水准器吻合线应均匀细直，成像清晰，气泡两端影像对称并正交于分界线。

5.1.5光学测微器分划影像应在读数窗内，分划线与指标线平行，旋转测微手轮时，

指标线应在测微器刻划尺的一2格至102格范围以外。

5.2仪器各部件功能及相互作用

5.2.1仪器各运动机构转动灵活，不应有松动、卡滞和影响操作的现象。

5.2.2水准器安装应牢固，气泡移动应灵活。

5.2.3有水平度盘的仪器，度盘成像清晰，旋转一周时，各刻度分划线在视场内相对

位置应无明显变化。

5.2.4调节望远镜目镜时，目标成像清晰，视场内十字丝交点无晃动现象。

5.2.5数字水准仪各种按键应操作舒适、功能有效、显示清晰，其附件和备件齐全。

内部软件和操作程序应能适应相应测量的要求，数据通讯功能稳定、可靠。

使用中检验和后续检定的仪器，允许有不影响仪器准确度的有关缺陷。

6计，器具控制

计量器具控制包括:首次检定、后续检定和使用中检验。

6.1检定条件

6.1.1各级水准仪检定用器具见表30

6.1.2检定环境条件

6.1.2.1检定一般在室内常温下进行，被检仪器在检定前应预置2h。对DS05,DSZ05

仪器进行表5中的第2,8,10,14单项检定时，环境温度变化每小时应不超过1.0`C,

4

d.TG425-2003

检定装置及器具应预置30mino

表3检定用器具

序号DS05,DSZ05DSl、DSZ1DS3,DSZ3

11“水平仪检定器

2f'-}l000mm测微平行光管f'-}1000mm测微平行光管f'}550mm平行光管

3示值误差g0.2mm准线仪或可调焦光管示值误差(0.3mm准线仪

4精密水准仪

50.2"自准直仪

6两维微倾台

70.02mm刻度尺

8专用可调焦光管

9II级钢卷尺

检定磁致误差的器具:f'_}1600mm测微平行光管、0-}l000mm亥氏线圈、1x10-s刃

10

弱磁场测量仪、0.5级毫安表组成的检定装置。

注:用于数字水准仪检测的可调焦光管应具有条码分划和十字分划的综合分划板。

6.1.2.2自动安平水准仪磁致误差检定条件见表40

表4磁致误差检定条件

条件要求

检定室内温度/℃20士5

检定时室内温度变化/(`C/h)感0.5

检定器具预置时间/min)40

线圈四周lm范围以内的空间磁场变化I1}TX10

线圈内被检仪器体积空间的磁场不均匀性(1.0%

6.2检定项目

检定项目见表5

表5检定项目

检定类别

序

检定项目

号首次检定后续检定使用中检验

I外观及各部件功能相互作用+十+

2水准器角值+

3竖轴运转误差十十

JJG425-2003

表5(续)

检定类别

序

检定项目

号

首次检定后续检定使用中检验

4望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度+十十

5视距乘常数+

6测微器行差与回程差++

7数字水准仪视线距离测量误差+

8视准线的安平误差十+十

望远镜视轴与管状水准泡轴在水平面内投影

9++

的平行度(交叉误差)

10视准线误差(i角)+++

I1望远镜调焦运行误差十+

12自动安平补偿误差及补偿器工作范围十+

13水准仪双摆位误差十+

14测站单次高差标准差十

15自动安平水准仪磁致误差

注:检定类别中“+”为需检项目。“一”为可不检项目，由送检单位需要确定。

6.3检定方法

6.3.1外观及各部件功能相互作用

目视和试机(数字水准仪通电试验)。

6.32水准器角值

将被检仪器置平在水平仪检定器上，转动望远镜使水准管轴线与水平仪检定器纵向

大致平行，固紧仪器。转动检定器上测微手轮，对准零分划线，用仪器微倾螺旋使气泡

一端对准水准管一侧的第一条分划线，待气泡稳定后，读取气泡两端格值及检定器起始

值。

按被检仪器水准器的标称角值，依次定量正向(旋进方向)转动检定器手轮，待气

泡稳定后，读取气泡每一位置的两端格值，直至水准器另一侧末端刻线为止。接着反向

转动检定器手轮，同上述操作方法，依次读取另一位置水准器两端格值，直至回到气泡

起始位置。水准器无刻线的DS3仪器，应事先将刻有2mm的透明薄膜贴附其上，检定

实例见附录B表B.to

水准器角值按下式计算，其结果应符合4.1的要求。

2nd

r=下;一r,l1)

艺g

JJG425-2003

gm、一gl}-

-2d一于r。

式中:二水准器平均角值，/2mm;)’’(

r0水准器标称角值，/2mm;)’’(

g—气泡移动格数;

n-g的个数;

乙—水准器均匀性误差，(”);

d—水准器管轴2mm内刻线格数。

也可用同等准确度的其他方法检定。

6.3.3竖轴运转误差

将被检仪器固定在检定台上，使望远镜视轴方向与任意两个脚螺旋位置平行，整置

气泡居中(吻合)。将望远镜旋转1800，若气泡偏离，分别用微倾螺旋和脚螺旋各调整

一半，再将望远镜转至90。位置，用另一脚螺旋使气泡居中，反复上述操作，直至准确

整平仪器。然后每隔约45。转动望远镜，观察气泡每一位置的偏移量，共转两周，取最

大偏移量作为检定结果，其结果应符合4.2的要求。

观察被检仪器上直交型或圆水准泡是否居中，被检仪器旋转任一位置时该水准器的

最大偏移量为检定结果。

6.3.4望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度

仪器固定在检定台上并调平，对准测微光管的十字丝交点，转动被检仪器水平微动

手轮使测微光管十字丝交点沿望远镜视场横丝一端移至另一端，并从测微光管中读取偏

离量(楔形丝分划板，取横丝部位进行计算)。

按下列计算式计算出望远镜分划板横丝与竖轴的垂直度u，其结果应符合4.3的要

求。

e

(2)

u=sin2w

式中:。—测微光管对横丝两端读数差，(”);

2w—望远镜视场角，(“)。

6.3.5视距乘常数

将被检仪器固定在检定台上，并调焦至无穷远位置，对准自准直光管，用自准直光

管测微手轮使其横丝照准仪器分划板上丝两次，并读数求和。转动光管测微手轮，照准

仪器分划板中丝两次并读数丁求和。再转动自准直光管底脚螺旋使其横丝对准仪器分划

板中丝，转动光管测微手轮照准仪器分划板中丝两次，并读数求和。然后转动光管测微

手轮，照准仪器分划板下丝两次并读数，求和。

以上操作为1个测回，共测两个测回，并取两测回各和值的平均值，按下列公式计

算视距乘常数k，其结果应符合4.4的要求。

计算实例见附录B表B.2o

k=cot[(d2一d,)+(d一d',)](3)

△*=-k100x100%

10U

JJG425-2003

式中:dd2,d'2,d,—视距丝上、中、下三丝两次照准读数的和，(”);

k—视距丝乘常数;

}k—视距乘常数误差，%。

6.3.6钡I微器行差与回程差

在距被检仪器约6m处垂直竖立毫米刻度尺(示值误差0.02mm)，选取相邻6(或

11)根毫米刻线作为量程。仪器整平后，转动测微器到零线附近，准确照准毫米刻度尺

第一根分划线作为起点，然后单向旋进测微器，依次瞄准毫米刻度尺上的6(或11)根

分划线，每照准一次，读记测微器读数。接着进行反向检定，即测微器应单向旋出，返

测到起始刻线。共测2个测回，然后计算出每点往返行程误差均值，其行程误差最大与

最小差作为行差，并计算每点回程差，其结果应符合4.5的要求。

计算实例见附录B表B.3o

6.3.7数字水准仪视线距离测量误差

在一平坦地方选取距离为10m,30m二个点，各安置一个尺桩或尺台。架设被检仪

器后，用II级钢卷尺精确量取仪器垂球点到尺桩或尺台点的水平距离D。并记录。

用被检仪器内设置的距离测量模式，分别对设置标尺的两点测量10次，读取并记

录标尺距离显示数，分别计算其平均值D和视距测量标准偏差，并计算测距误差力-

D。之值，其结果应符合4.6的要求。计算实例见附录B表B.4o

6.3.8视准线的安平误差

6.3.8.1无测微器水准仪的检定

将被检仪器固定在检定台上，整平仪器，将被检仪器目镜端的光源打开。用平行光

管测微器使仪器十字丝与自准直仪分划板的横丝重合。旋出被检仪器倾斜螺旋1/4周，

紧接着旋进倾斜螺旋使气泡吻合，再用自准直仪上双丝照准被检仪器的横丝，连续照准

4次并读数为一组，如此重复操作10次，按下列公式计算出视准线安平误差，其结果

应符合4.7的要求。计算实例见附录B表B.5.

[iv

‘=j‘.(4)

vn一I

式中:V,—观测值残差，(’)‘;

n—安平次数;

—‘视准线安平误差，()“。用自准直仪测微器读数时结果乘20

6.3.8.2有测微器水准仪的检定

将可调焦光管的分划板整置在30m视距位置，将被检仪器安置并整平在两维微倾

台上，使被检仪器和光管十字丝重合。然后利用微倾台上纵向与横向两测微螺杆按前

倾、后倾、左倾、右倾4个方向变动仪器并恢复置平，用仪器本身的测微器读数，每个

方向变动4次读数，按式(4)计算出四个方向变动的测微器格值读数的标准偏差。安

平误差按下式计算，其结果应符合4.7的要求。计算实例见附录B表B.6.

s测.c"夕

s安=一一D

JJG425-2003

式中:sN—水准仪测微器读数标准偏差，格;

t-测微器格值;

P—系数206265(”)。

6.3.8.3数字水准仪的检定

用自准直仪照准被检仪器分划板横丝，按6.3.8.1方法检定。

也可按6.3.8