2.4.2 自动安平水准仪
为了提高观测的效率，人们设计出一种可以自动精确安平的水准仪，称为自动安平水准仪。自动安平水准仪由于其操作比较简便，因此在许多方面得到广泛应用。
1.自动安平水准仪的构造
自动安平水准仪的结构特点是没有管水准器和微倾螺旋，它是在水准仪的视准轴稍微倾斜时通过一个自动补偿装置使视线水平的。如图2-24所示，为NAL224自动安平水准仪，其主要由带补偿器的望远镜、微动装置、圆水准器、基座及度盘等组成。补偿器采用X形（中心对称交叉）吊丝结构及空气阻尼器，补偿范围不超过±15′。仪器采用摩擦制动，水平微动采用无限微动机构，微动手轮安排在两侧便于操作。仪器上的度盘具有测量角度的功能，其他结构和功能与微倾式水准仪基本相同。
图2-24 自动安平水准仪
1—球面基座；2—盘度；3—目镜；4—目镜罩；5—物镜；6—调焦手轮；7—水平循环微动手轮；8—脚螺丝手轮；9—光学粗瞄准；10—水泡观测器；11—圆水泡；12—度盘指示牌
2.自动安平水准仪的测量原理
如图2-25所示，当视准轴倾斜了一个小角度α时，若按视准轴读数则为a′，显然不是水平视线读数a；为了使十字丝中丝的读数仍为a，在望远镜的光路中安置一补偿器，使通过物镜光心的水平视线经过补偿器后偏转一个角度β，仍通过十字丝的交点，即读数仍为a。
图2-25 自动安平水准仪的测量原理
1—物镜；2—补偿器；3—目镜
为了使补偿器达到补偿的目的，补偿器必须满足的几何条件为：
式中：f——物镜到十字丝的距离；
d——补偿器到十字丝的距离。
3.自动安平水准仪的使用
（1）安装三脚架。将三脚架置于测点上方，三个脚尖大致等距，同时要注意三脚架的张角和高度要适宜，且应保持架面尽量水平，顺时针转动脚架下端的翼形手把，可将伸缩腿固定在适当的位置。
脚尖要牢固地插入地面，要保持三脚架在测量过程中稳定可靠。
（2）仪器安装。仪器小心地放在三脚架上，并用中心螺旋手把将仪器可靠紧固。
（3）仪器整平。旋转三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。可按下述过程操作：转动望远镜，使视准轴平行（或垂直）于任意两个脚螺旋的连线，然后以相反方向同时旋转该两个脚螺旋，使气泡移至两螺旋的中心线上，最后转动第三个脚螺旋使圆水准器气泡居中。
（4）瞄准标尺。
1）调节视度。使望远镜对着亮处，逆时针旋转望远目镜，这时分划板变得模糊，然后慢慢顺时针转动望远镜，使分划板变得清晰可见时停止转动。
2）用光学粗瞄准器粗略地瞄准目标。瞄准时用双眼同时观测，一只眼睛注视瞄准口内的十字丝，一只眼睛注视目标，转动望远镜，使十字丝和目标重合。
3）调焦后，用望远镜精确瞄准目标。拧紧制动手轮，转动望远镜调焦手轮，使目标清晰地成像在分划板上。这时眼睛作上、下、左、右的移动，目标像与分划板刻线应无任何相对位移，即无视差存在。然后转动微动手轮，使望远镜精确瞄准目标。
此时，警告指示窗应全部呈绿色，方可进行标尺读数。
4.自动安平水准仪的注意事项
1）仪器安置在三脚架上时，必须用中心螺旋手把将仪器固紧，三脚架应安放稳固。
2）仪器在工作时，应尽量避免阳光直接照射。
3）若仪器长期未经使用，在测量前应检查一下补偿器是否失灵，可转动脚螺旋，如警告指示窗两端能分别出现红色，反转脚螺旋时窗口内红色能够消除并出现绿色，说明补偿器摆动灵活，阻尼器无卡死，可进行测量。
4）观测过程中应随时注意望远镜视场中的警告颜色，小窗中呈绿色时表明自动补偿器处于补偿工作范围内，可以进行测量。任意一端出现红色时都应重新安平仪器后再进行观测。
5）测量结束后，用软毛刷拂去仪器上的灰尘，望远镜的光学零件表面不得用手或硬物直接触碰，以防油污或擦伤。
6）仪器使用过后应放入仪器箱内，并保存在干燥通风的房间内。
7）仪器在长途运输过程中，应使用外包装箱，并应采取防震防潮措施。
5.自动安平水准仪与微倾式水准仪的区别
1）自动安平水准仪的机械部分采用了摩擦制动（无制动螺旋）控制望远镜的转动。
2）自动安平水准仪的在望远镜光学系统中装有一个自动补偿器代替了管水准器，起到了自动安平的作用。当望远镜视线有微量倾斜时，补偿器在重力作用下对望远镜作相对移动，从而能自动而迅速地获得视线水平时的标尺读数。
自动安平水准仪由于没有制动螺旋、管水准器和微倾螺旋，在观测时候，在仪器粗略整平后，即可直接在水准尺上进行读数，因此自动安平水准仪的优点是省略了“精平”过程，从而大大加快了测量速度。