Trong trắc địa, để xác định độ chênh cao giữa các điểm ta có rất nhiều phương pháp. Một trong những phương pháp phổ biến và được sử dụng thường xuyên đó là phương pháp đo cao hình học. Thiết bị chuyên dụng để ta thực hiện phương pháp đo cao hình học đó là máy thủy bình hay còn gọi là máy thủy chuẩn. Máy thủy bình là máy cho tia ngắm nằm ngang, cho phép ta thực hiện đo cao theo phương pháp đo cao hình học. Mặc dù hiện nay có rất nhiều máy trắc địa hiện đại ra đời, nhưng máy thủy bình tự động vẫn được sử dụng rất rộng rãi.
 Hình 1. Các bộ phận chính của máy thủy bình 1. Kính mắt; 2. Kính vật; 3. Ốc điều ảnh; 4. Vi động ngang; 5. Ốc cân máy; 6. Bọt thủy tròn 1. Kính mắt: giúp người đo nhìn được ảnh, số đọc mia trên lưới chỉ chữ thập; 2. Kính vật: phóng to ảnh, số đọc mia 3. Ốc điều ảnh: Cho phép người đọc nhìn ảnh rõ nét khi ảnh ở xa hoặc gần 4. Vi động ngang: đưa chỉ đứng của màng chỉ chữ thật sang trái hoặc sang phải 5. Ốc cân máy; 6. Bọt thủy tròn để kiểm tra độ cân bằng của máy.
Máy thủy bình có 3 trục chính (hình 2): Trục quay của máy VV; trục ngắm của ống kính cc + Các trục trên của máy thủy bình phải đảm bảo các điều kiện hình học sau: - Trục quay máy VV vuông góc với trục ngắm của ống kính CC - Truc ngắm của ống kính CC, song song với mặt nước biển + Nếu các điều kiện hình học này không thỏa mãn sẽ gây ra sai số cho kết quả đo. Chính vì vậy trước khi mang máy đi đo ta cần kiểm nghiệm máy để loại trừ hoặc giảm thiểu ảnh hưởng của các sai số đó đến kết quả đo. Hình 2. Cấu tạo hình học của máy thủy bình C-C: Trục Ống Kính V-V: Trục Đứng 1. Vật Kính 2. Ốc Điều Quang 3. Dây Chữ Thập 4. Thị Kính 5. Bàn Độ Ngang 6. Ốc Cân Máy 7. Bộ Tự Động
Chân máy thủy bình (hình 3) là một cái giá 3 chân để đặt máy lên trên khi đo đạc. Mặt chân đế (1) máy là miếng hợp kim nhôm, có hình tam giác đều khoét rỗng ở giữa bằng vòng tròn với bán kính khoảng 3cm. Chân máy có thể nâng cao hoặc hạ xuống thấp Máy thủy bình là thiết bị dùng để tính cao độ, đo khoảng cách từ xa được ứng dụng rộng rãi trong công tác đo đạc trắc địa. Để sử dụng máy thủy bình các bạn có thể thực hiện theo các bước sau đây: 1. Đo cao bằng máy thủy bìnhDẫn truyền độ cao giữa các điểm Giả sử ta muốn dẫn truyền độ cao từ điểm A ( có độ cao là H ) đến điểm B chưa biết độ cao Bước 1: Thiết lập hoặc chuyển trạm máy thủy bìnhYêu cầu đảm bào chiều cao tia ngắm không được thấp hơn chân mia và không vượt quá chiều cao mia. Khoảng cách từ máy đến điểm A tùy thuộc vào chiều dài đoạn dẫn truyền và việc thông hướng của tia ngắm. Thường thì khoảng cách từ máy đến mia <80m và chênh lệch giữa các mia không nên vượt quá 1.5m. Chú ý: Chúng ta đặt máy vào vị trí bất kỳ nhưng máy không nên thấp hơn mốc ( Mốc là một vị trí cố định cho trước) Bước 2: Cân bằng máy thủy bình- Máy có 3 con ốc phía dưới (Ốc cân máy), trước khi lắp máy vào giá đỡ ( chân nhôm) bạn nên điều chỉnh cho 3 ốc này tương đối bằng nhau (tránh bị cong, gãy) và để ở mức trung bình để tăng giảm cho dễ. - Lúc bắt máy vào giá đỡ bạn để 3 ốc cân máy trùng với trục của 3 cái chân máy (cân bằng máy sẽ nhanh hơn). - Điều chỉnh sơ bộ bằng 3 cái chân ở giá đỡ trước cho máy đạt được độ cân bằng tương đối. * Chú ý: - Kéo 3 chân ở giá đỡ cho bằng nhau, khoảng cách của chúng cũng phải tương đối bằng nhau. - Để máy ở độ cao thích hợp để tiện ngắm nhất, thoải mái nhất (thường ngang tầm mắt của bạn khi đứng đo). - Nhớ là phải chắc chắn để khỏi lệch kết quả. Tổt nhất là lúc kéo chân máy ra, lấy châm dậm xuống cho thật chắc. Sau đó hiệu chỉnh cân bằng bọt thủy của máy bằng 3 ốc cân máy sao cho bọt thủy vào giữ vòng tròn. * Trường hợp địa hình không bằng phẳng thì cần điều chỉnh bằng 3 chân ở giá đỡ vì 3 ốc cân máy chỉ điều chỉnh được độ lệch không lớn. * Chú ý: Bọt nước nghiêng nghiêng về bên nào thì chỉnh ốc bên đó thấp xuống (tức là vặn vào theo chiều từ trái qua phải). Để kiểm tra độ chính xác của bọt thủy: ta cân bằng máy bằng cách đưa bọt thủy vào giữa vòng tròn ở 1 hướng bất kỳ sau đó quay máy 1800 xem bọt thủy còn nằm giữa vòng tròn không nếu nằm giữa thì bọt thủy đã chuẩn còn bị lêch phải đi hiệu chỉnh lại hoặc những kỹ sư lâu năm có thể tự điều chỉnh được. Bước 3: Cách đoTrước tiên ta ngắm vào thước ngắm (ống ngắm) sơ bộ vào mia nằm ở mốc A,thước ngắm (ống ngắm) sơ bộ nằm ở phía trên như hình 3. Tiếp theo, Kính ngắm có một đầu to (Vật kính) và một đầu bé (thị kính) ta sẽ ngắm bằng đầu bé. Ngay tại đầu bé ta có thể vặn điều chỉnh để nhìn rõ lưới chỉ chữ thập bên trong máy (điều chỉnh lưới chữ thập rõ nhất tùy vào mắt mỗi người). Sau đó ta vặn nút điều quang kết hợp với nút vi động sao cho hình ảnh nhìn được trên mia tại mốc A rõ nét nhất. Sau đó đọc chỉ số trên mia, ghi ra giấy và tiến hành tương tự với điểm B và các vị trí đặt mia khác. Giả sử tại mốc A: Số đọc chỉ giữa = a. Số đọc chỉ giữa tại B = b Bước 4 Cách tính truyền độ cao bằng máy thủy bìnhChênh cao giữa điểm A đến điểm B là: h = a – b Vậy ta tính được độ cao của điểm B = H + ( a –b ) = H + h * Ý nghĩa của các số đọc – Số đọc chỉ giữa = ( số đọc chỉ trên + số đọc chỉ dưới ) chia 2 – KC từ máy đến mia l = (số đọc chỉ trên – số đọc chỉ dưới ) x 100 ( đvt là m ) 2. Cách đọc mia Mia chính là thước cứng thường được làm bằng nhôm hoặc gỗ có ghi số màu đen trắng hoặc đỏ trắng. Mia thường có 2 mặt, 1 mặt chia vạch cách nhau 1 mm mặt còn lại mỗi khấc cách nhau 1cm. Xem hình trên Khi đọc thì nhớ vận chỉnh tiêu cự và kính ngắm cho nó rõ mia để tránh bị đọc sai. Đối với mặt chia mm, trên mia luôn hiển thị 3 số đầu số cuối là vị trí cắt vạch ngang của lưới chữ thập và mia. Giả sử khi nhìn vào mia thấy vạch ngang của lưới chỉ chữ thập nằm trên 103 (2 vạch) và dưới 104 thì khi đó ta đọc là 1032 tương ứng với 1032mm và =1.032m. Đối với mia chia từng khấc cách nhau 1mm luôn hiển thị 2 số trên mia 2 số còn lại được tính như sau: Giả sử vạch ngang của lưới chỉ chữ thập nằm trên số 10 và ngay mép dưới chữ (E ngược) thì ta đọc là 1050 tương ứng với 1050mm = 1.050m. Còn nếu vạch ngang lưới chỉ chữ thập nằm dưới số 10 và ngay mép trên chữ E (chữ E ngay dưới số 10) thì ta đọc là 1000 tướng ứng với 1000mm = 1m. Tương tự cứ 1 khấc nhỏ đen trắng hoặc đỏ trắng thì cộng thêm 1 cm. |
