本實(shí)用新型涉及建筑工程檢測領(lǐng)域，具體涉及基于視準(zhǔn)線法測定水平位移的亞毫米精度尺及其工作方法。

背景技術(shù)：

在建筑工程中存在如水平位移、沉降與傾斜等多種變形，水平位移觀測是變形觀測的一項(xiàng)重要工作。水平位移觀測常用方法一般有視準(zhǔn)線法、測角交會(huì)法或方向差交會(huì)法、極坐標(biāo)法、測小角法，除視準(zhǔn)線法外，其它方法皆要多次瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)，因毎次瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)會(huì)有誤差，易造成誤差累積，故，常采用視準(zhǔn)線法。

視準(zhǔn)線法是采用觀測儀器在垂直監(jiān)測點(diǎn)位移方向給出一條固定的視線，在監(jiān)測點(diǎn)上垂直視線方向上水平放置一帶刻度直尺，讀出監(jiān)測點(diǎn)與視線的距離，以后再觀測時(shí)若點(diǎn)位有位移，則距離有變化，二次距離差為水平位移。

目前視準(zhǔn)線法測量存在的問題：

1、長距離觀測時(shí)，不易分辨尺的刻度，造成瞄準(zhǔn)誤差。

2、尺背僅是人為水平放置，不夠精確。

3、尺面垂直視準(zhǔn)線也是僅憑人的感覺放置，往往測出來的并不垂直視準(zhǔn)線位移。

《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》GB50497-2009要求基坑圍護(hù)墻（坡）頂水平位移監(jiān)測精度為：當(dāng)設(shè)計(jì)控制值≦30mm時(shí)，監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差為1.5mm，考慮到采用觀測儀器對(duì)中誤差≦0.5mm，則監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差應(yīng)控制在1.0mm。《建筑變形測量規(guī)范》JGJ8-2007要求觀測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差：觀測級(jí)別為特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)分別為0.3mm、1.0mm、3.0mm，考慮到采用觀測儀器對(duì)中誤差≦0.5mm，則監(jiān)測點(diǎn)坐標(biāo)中誤差應(yīng)分別控制在0.0mm、0.5mm、2.5mm。故，水平位移觀測誤差控制亞毫米級(jí)十分重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于視準(zhǔn)線法測定水平位移的亞毫米精度尺，確保尺面垂直視準(zhǔn)線，尺背水平放置，實(shí)現(xiàn)亞毫米級(jí)測量精度。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

基于視準(zhǔn)線法測定水平位移的亞毫米精度尺，直尺正側(cè)面以尺頭端為零點(diǎn)向尺尾端設(shè)置刻度線，直尺底邊中段位置設(shè)有測定點(diǎn)旋鈕A，測微尺滑動(dòng)塊卡裝在直尺上，并沿直尺滑動(dòng)，測微尺滑動(dòng)塊表面設(shè)置測微分劃線，測微尺滑動(dòng)塊上方豎直連接覘板，覘板上開孔，孔的前側(cè)安裝凸透鏡組，孔的后側(cè)安裝玻璃板，玻璃板內(nèi)表面設(shè)有豎絲線或十字絲線，玻璃板內(nèi)表面位于凸透鏡片一倍焦距以內(nèi)且逼近一倍焦距位置。

本實(shí)用新型如果直尺尺面不垂直于視準(zhǔn)線，由于凸透鏡的成像原理，所觀察到的放大絲線則產(chǎn)生彎曲變形，因此可確保檢測中直尺與視準(zhǔn)線垂直放置；同時(shí)在距離一定位置觀測目標(biāo)，人眼識(shí)別受限，當(dāng)絲線放在凸透鏡一倍焦距內(nèi)時(shí)，可成同側(cè)放大的虛像，越接近一倍焦距點(diǎn)，放大越大，通過凸透鏡觀測降低人眼識(shí)別難度，提高精準(zhǔn)度。

本實(shí)用新型進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述凸透鏡組包括固定安裝在覘板上的底座，與底座螺紋連接的凸透鏡筒，凸透鏡筒前端的凸透鏡片為單片凸透鏡片或雙片凸透鏡片。可根據(jù)觀測距離位置遠(yuǎn)近，方便調(diào)換不同倍率的凸透鏡筒。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，絲線寬大于等于1.0mm，凸透鏡組放大倍數(shù)2~20。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述測微分劃線的刻度長9mm，分10格。本實(shí)用新型測微尺每格0.9mm，水平位移測定精度為1mm/10=0.1mm。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，玻璃板上的絲線在覘板上向外延伸。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，覘板正表面以孔中心為重心繪制倒等腰三角形。便于觀察者快速指揮測定者移動(dòng)測微尺滑動(dòng)塊，使視準(zhǔn)線迅速逼近絲線中心，提高工作效率。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，覘板正表面上部繪制豎向等分格。等分格間距確定，有利于觀察者指揮測定者明確左右移動(dòng)測微尺滑動(dòng)塊的距離，使視準(zhǔn)線快速向絲線中心逼近。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，測微尺滑動(dòng)塊連接微調(diào)絲杠，微調(diào)絲杠連接鎖固件，鎖固件卡裝在直尺上，通過螺釘旋緊鎖定。待測微尺滑動(dòng)塊位移至大約位置，然后旋緊螺釘固定鎖固件，再調(diào)節(jié)微調(diào)絲杠，實(shí)現(xiàn)測微尺滑動(dòng)塊微調(diào)至精確位置。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，所述直尺底邊上測定點(diǎn)旋鈕A靠向尺尾端一側(cè)間隔設(shè)有調(diào)平旋鈕B，直尺上設(shè)有水準(zhǔn)器。調(diào)節(jié)旋鈕A或旋鈕B，觀察水準(zhǔn)器，保證直尺保持水平。

本實(shí)用新型更進(jìn)一步改進(jìn)方案是，直尺反側(cè)面以尺頭端為零點(diǎn)向尺尾端設(shè)置刻度線，測微尺滑動(dòng)塊表面以絲線下延線為零點(diǎn)標(biāo)志線，向左右兩邊分別設(shè)置測微分劃線。正反面直尺劃度線與左右微分尺分劃線的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)從前后兩個(gè)方向架設(shè)儀器測定，正面觀察時(shí)可讀取直尺正側(cè)面的劃度線和微分尺零點(diǎn)標(biāo)志線左邊的分劃線讀數(shù)，反面觀察時(shí)將微分尺滑動(dòng)塊滑出直尺，轉(zhuǎn)向穿卡在直尺上，讀取反側(cè)面直尺刻度線和微分尺零點(diǎn)標(biāo)志線右邊的分劃線讀數(shù)，操作方便。滿足雙向觀察需求。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：

本實(shí)用新型利用凸透鏡觀察絲線，既可通過虛像是否扭曲變形，判定直尺尺面是否垂直視準(zhǔn)線，又可放大絲線寬度，為長距離觀測提高分辨尺的刻度，提高瞄準(zhǔn)精度，可實(shí)現(xiàn)精確的亞毫米水平位移測定。同時(shí)直尺底邊設(shè)有間隔的兩個(gè)調(diào)平旋鈕，直尺上設(shè)有水準(zhǔn)器，兩點(diǎn)定位保證直尺水平放置。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型右視圖。

圖3為本實(shí)用新型凸透鏡組結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型是一種基于視準(zhǔn)線法測定水平位移的亞毫米精度尺，包括直尺1和測微尺滑動(dòng)塊2，直尺雙側(cè)面以尺頭端為零點(diǎn)向尺尾端設(shè)置刻度線11，直尺底邊中段位置設(shè)有測定點(diǎn)旋鈕A 9，測微尺滑動(dòng)塊2卡裝在直尺1上，測微尺滑動(dòng)塊2底邊卡在直尺的凸滑槽13上，測微尺滑動(dòng)塊2可沿直尺1滑動(dòng)，測微尺滑動(dòng)塊2表面設(shè)置測微分劃線21，測微分劃線21的刻度長9mm，分10格，測微尺滑動(dòng)塊2上方豎直連接覘板3，覘板3上開孔，孔的前側(cè)安裝凸透鏡組4，孔的后側(cè)安裝玻璃板5，玻璃板5內(nèi)表面設(shè)有十字絲線6，絲線6寬1.0mm，玻璃板上的絲線6在覘板上向外延伸。所述凸透鏡組4包括固定安裝在覘板3上的底座41，與底座41螺紋連接的凸透鏡筒42，凸透鏡筒42前端的凸透鏡片43為單片凸透鏡片，放大倍率在10倍以下，觀測儀器距目標(biāo)距離在＞50~≦500米時(shí)適用，也可以因觀測儀器距目標(biāo)距離＞500~≦1000米時(shí)替換成放大倍率在20倍的雙片凸透鏡片。

為了方便觀察者指揮測定者左右移動(dòng)測微尺滑動(dòng)塊使視準(zhǔn)線快速向絲線中心逼近。所述覘板3正表面以孔中心為重心繪制倒等腰三角形31，覘板3正表面上部繪制豎向等分格32。

所述測微尺滑動(dòng)塊2連接微調(diào)絲杠7，微調(diào)絲杠7連接鎖固件8，鎖固件8卡裝在直尺1上，通過螺釘旋緊鎖定。待測微尺滑動(dòng)塊位移至大約位置，然后旋緊螺釘固定鎖固件，再調(diào)節(jié)微調(diào)絲杠，實(shí)現(xiàn)測微尺滑動(dòng)塊微調(diào)至精確位置。

所述直尺1底邊上測定點(diǎn)旋鈕A 9靠向尺尾端一側(cè)間隔設(shè)有調(diào)平旋鈕B 12，直尺1上設(shè)有水準(zhǔn)器10。調(diào)節(jié)旋鈕A或旋鈕B，觀察水準(zhǔn)器，保證直尺的水平放置。

直尺1反側(cè)面從尺頭端向尺尾端設(shè)置刻度線11，測微尺滑動(dòng)塊2表面以絲線下延線為零點(diǎn)標(biāo)志線22，向左右兩邊分別設(shè)置測微分劃線21。正反面直尺刻度線與左右微分尺分劃線的設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)從前后兩個(gè)方向架設(shè)儀器測定，正面觀察時(shí)可讀取直尺正側(cè)面的劃度線和微分尺零點(diǎn)標(biāo)志線左邊的分劃線讀數(shù)，反面觀察時(shí)將微分尺滑動(dòng)塊滑出直尺，轉(zhuǎn)向穿卡在直尺上，讀取反側(cè)面直尺刻度線和微分尺零點(diǎn)標(biāo)志線右邊的分劃線讀數(shù)，操作方便，滿足雙向觀察需求。

正常人眼識(shí)別角約60"（即0.1mm線寬），一般工程測量儀器放大倍數(shù)為28，通過儀器人眼可識(shí)別60"/28≈2.142857"，（206265"≈1弧度，2.142857"/206265"≈0.0000103888548365314弧度）。若觀測100m處目標(biāo)，人眼通過放大倍數(shù)28的測量儀器可識(shí)別0.0000103888548365314弧度*100000mm≈1.04mm線寬，即實(shí)際1mm線寬，在100m處通過放大倍數(shù)28測量儀器觀測可見的線寬為0.1mm。同理分別對(duì)50m、500m、1000m處觀測進(jìn)行分析：

設(shè)定工程觀測儀器放大倍率為28

即據(jù)上表分析，儀器距觀測尺＞50~≦500米時(shí)，使用放大倍率10倍以下的單凸透鏡，儀器距觀測尺＞500~≦1000米時(shí)，使用放大倍率20倍以下的雙凸透鏡,均可滿足人眼瞄準(zhǔn)目標(biāo)平分線寬0.2mm最低限識(shí)別能力，本實(shí)用新型完全滿足儀器距觀測尺一定距離，眼睛輕松識(shí)別范圍，檢測數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。

測試工作步驟：

本實(shí)用新型尺頭端面向坑道，測定點(diǎn)旋鈕A抵放在預(yù)設(shè)的監(jiān)測點(diǎn)上，調(diào)節(jié)本裝置使其與視準(zhǔn)線垂直，精度尺與視準(zhǔn)線是否垂直判定依據(jù)為觀測者從觀測儀器中觀看凸透鏡組后方的十字絲線是否有變形，無變形說明精度尺尺面精確垂直視準(zhǔn)線；然后調(diào)整精度尺下部旋鈕A或旋鈕B，觀察直尺上水準(zhǔn)器是否水平。觀測者指揮測定者左右移動(dòng)測微尺滑動(dòng)塊使視準(zhǔn)線向絲線中心逼近，接近時(shí)旋緊螺釘固定鎖固件，再調(diào)節(jié)微調(diào)絲杠，實(shí)現(xiàn)測微尺滑動(dòng)塊微調(diào)至精確位置，讀取直尺上厘米與毫米刻度，再讀取測微尺上亞毫米刻度，本次位移量即是本次讀數(shù)減去上次讀數(shù)。位移方向的確定：差為正時(shí)朝尺頭方向位移，差為負(fù)是時(shí)反之。