地質羅盤式樣很多，但結構基本是一致的，我們常用的是圓盆式地質羅盤機。由磁針、刻度盤、測斜機、瞄準覘板、水準器等幾部分安裝在一銅、鋁或木製的圓盆內組成，如圖。
（一）磁針
一般為中間寬兩邊尖的菱形鋼針，安裝在底盤中央的頂針上，可自由轉動，不用時應旋緊製動螺絲，將磁針抬起壓在蓋玻璃上避免磁針帽與項針尖的碰撞，以保護頂針尖，延長羅盤使用時間。在進行測量時放松固動螺絲，使磁針自由擺動，最後靜止時磁針的指向就是磁針子午線方向。由於我國位於北半球磁針兩端所受磁力不等，使磁針失去平衡。為瞭使磁針保持平衡常在磁針南端繞上幾圈銅絲，用此也便於區分磁針的南北兩端。
（二）水平刻度盤
水平刻度盤的刻度是采用這樣的標示方式：從零度開始按逆時針方向每10度一記，連續刻至360度，o度和180度分別為N和S，90度和270度分別為E和W，利用它可以直接測得地麵兩點間直線的磁方位角。
（三）豎直刻度盤
專用來讀傾角和坡角讀數，以E或W位置為0度，以S或N為90度，每隔10度標記相應數字。
（四）懸錐
是測斜器的重要組成部分，懸掛在磁針的軸下方，通過底盤處的覘板手可使懸錐轉動，懸錐中央的尖端所指刻度即為傾角或坡角的度數。
（五）水準器
通常有兩個，分別裝在圓形玻璃管中，圓形水準器固定在底盤上，長形水準器固定在測斜機上。
（六）瞄準器
包括接物和接目覘板，反光鏡中間有細線，下部有透明小孔，使眼睛，細線，目的物三者成一線，作瞄準之用。
用途
1測產狀：包括走向、傾向、傾角；
2地形草測：包括定方位(即交會定點)，測坡角，定水平；
3測垂直角。
主要性能
1.磁針阻尼時間(磁針偏轉90°至停留在原位置上的時間)為30-60秒。
2.讀數誤差：
a)磁針轉動前後所指示之度數誤差不大於0.5°；
b)磁針在0-180°、90-270°處由於偏心所引起誤差不大於0.5°；
c)測角器的讀數誤差不大於0.5°
3.水準器靈敏度：
a)長水準器為15′±3′/2mm
b)圓水準器為30′±5′/2mm
4.機器外形尺寸(長×寬×高)為85×73×35毫米。
5.機器重量不超過0.27kg。
原理
原理：本機器是利用一個磁性物體(即磁針)具有指明磁子午線的一定方向的特性，配合刻度環的讀數，可以確定目標相對於磁子午線的方向。根據兩個選定的測點(或已知的測點)，可以測出另一個未知目標的位置。
結構(參考結構簡圖)
機器由上蓋6與外殼13通過聯接合頁8構成機器主體。上蓋內裝有反光鏡7，可使目標映入鏡中。外殼13的外部裝有長照準器1，配合小照準器5，可瞄準目標。外殼內裝有刻度盤2和磁針3，可以直接讀出目標的方位值，圓水準器10可以指示機器的水平位置。長水準器4和指示盤11供測量坡角用，可以在方向盤12的傾角刻度上直接讀數。開關9為磁針製動機構，在外殼的外麵備有磁偏角調整軸。該機器具有結構緊湊、體積小、攜帶方便、精度可靠、性能穩定等特點。
地質羅盤的使用方法
在使用前必須進行磁偏角的校正。
因為地磁的南、北兩極與地理上的南北兩極位置不完全相符，即磁子午線與地理子午線不相重合，地球上任一點的磁北方向與該點的正北方向不一致，這兩方向間的夾角叫磁偏角。
地球上某點磁針北端偏於正北方向的東邊叫做東偏，偏於西邊稱西偏。東偏為(+)西偏為(-)。
一.地球上各地的磁偏角都按期計算
若某點的磁偏角已知，則一測線的磁方位角A磁和正北方位角A的關系為A等於A磁加減磁偏角。應用這一原理可進行磁偏角的校正，校正時可旋動羅盤的刻度螺旋，使水平刻度盤向左或向右轉動，(磁偏角東偏則向右，西偏則向左)，使羅盤底盤南北刻度線與水平刻度盤0--180度連線間夾角等於磁偏角。經校正後測量時的讀數就為真方位角。
二.目的物方位的測量
是測定目的物與測者間的相對位置關系，也就是測定目的物的方位角(方位角是指從子午線順時針方向到該測線的夾角)。
測量時放松製動螺絲，使對物覘板指向測物，即使羅盤北端對著目的物，南端靠著自己，進行瞄準，使目的物，對物覘板小孔，蓋玻璃上的細絲，對目覘板小孔等連在一直線上，同時使底盤水準器水泡居中，待磁針靜止時指北針所指度數即為所測目的物之方位角。(若指針一時靜止不瞭，可讀磁針擺動時最小度數的二分之一處，測量其它要素讀數時亦同樣)。
若用測量的對物覘板對著測者(此時羅盤南端對著目的物)進行瞄準時，指北針讀數表示測者位於測物的什麼方向，此時指南針所示讀數才是目的物位於測者什麼方向，與前者比較這是因為兩次用羅盤瞄準測物時羅盤之南、北兩端正好顛倒，故影響測物與測者的相對位置。
為瞭避免時而讀指北針，時而讀指南針，產生混淆，放應以對物覘板指著所求方向恒讀指北針，此時所得讀數即所求測物之方位角。
三.巖層產狀要素的測量
巖層的空間位置決定於其產狀要素，巖層產狀要素包括巖層的走向、傾向和傾角。測量巖層產狀是野外地質工作的最基本的工作方法之一，必須熟練掌握。
1. 巖層走向的測定
巖層走向是巖層層麵與水平麵交線的方向也就是巖層任一高度上水平線的延伸方向。
測量時將羅盤長邊與層麵緊貼，然後轉動羅盤，使底盤水準器的水泡居中，讀出指針所指刻度即為巖層之走向。
因為走向是代表一條直線的方向，它可以兩邊延伸，指南針或指北針所讀數正是該直線之兩端延伸方向，如NE30度與SW210度均可代表該巖層之走向。
2.巖層傾向的測定
巖層傾向——是指巖層向下最大傾斜方向線在水平麵上的投影，恒與巖層走向垂直。
測量時，將羅盤北端或接物覘板指向傾斜方向，羅盤南端緊靠著層麵並轉動羅盤，使底盤水準器水泡居中，讀指北針所指刻度即為巖層的傾向。
假若在巖層頂麵上進行測量有因難，也可以在巖層底麵上測量仍用對物覘板指向巖層傾斜方向，羅盤北端緊靠底麵，讀指北針即可，假若測量底麵時讀指北針受障礙時，則用羅盤南端緊靠巖層底麵，讀指南針亦可。
3．巖層傾角的測定
巖層傾角是巖層層麵與假想水平麵間的最大夾角，即真傾角，它是沿著巖層的真傾斜方向測量得到的，沿其它方向所測得的傾角是視傾角。視傾角恒小於真傾角，也就是說巖層層麵上的真傾斜線與水平麵的夾角為真傾角，層麵上視傾斜線與水平麵之夾角為視傾角。野外分辨層麵之真傾斜方向甚為重要它恒與走向垂直，此外可用小石於使之在層麵上滾動或滴水使之在層麵上流動，此滾動或流動之方向即為層麵之真傾斜方向。
測量時將羅盤直立，並以長邊靠著巖層的真傾斜線，沿著層麵左右移動羅盤，並用中指搬動羅盤底部之活動扳手，使測斜水準器水泡居中，讀出懸錐中尖所指最大讀數，即為巖層之真傾角。
巖層產狀的記錄方式通常采用下麵的方式：
既方位角記錄方式，如果測量出某一巖層走向為3100，傾向為2200 ，傾角350，則記錄為NW3100/SW∠350或3100/SW∠350或2200∠350。
野外測量巖層產狀時需要在巖層露頭測量，不能在轉石(滾石)上測量，因此要區分露頭和滾石。區別露頭和滾石，主要是多觀察和追索並要善於判斷。
測量巖層麵的產狀時，如果巖層凹凸不平，可把記錄本平放在巖層上當作層麵以便進行測量。
註意事項
1.磁針和頂針、瑪瑙軸承是機器最主要的零件，應小心保護，保持乾凈，以免影響磁針的靈敏度。不用時，應將機器關牢。機器關上後，通過開關和撥桿的動作將磁針自動抬起，使頂針與瑪瑙軸承脫離，以免磨壞頂針。
2.所有合頁不要輕易拆卸，以免松動而影響精度。
3.機器盡量避免高溫暴曬，以免水泡漏氣失靈。
4.合頁轉動部分應經常點些鐘表油以免乾磨而折斷。
5.長時期不使用時，應放在通風、乾燥地方，以免發黴。
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