点下对中是在井下巷道顶板上安置仪器时进行的操作。传统的方法是使镜上中心对准悬挂的垂球尖。在这一操作中，为准确判断是否对准，需将垂球尖处于紧挨镜上中心的上方，在垂球悬挂高度上要求苛刻;要反复从互为90°的两个方向判断，并移动仪器使镜上中心对准垂球尖，费时费事;此外在井下黑暗条件下，还要有人持灯照明，协助操作，更感不便。
我国井下测量控制点多埋没在巷道顶板上，因此安置仪器时都进行点下对中操作。传统的方法是使镜上中心对准悬挂的垂球尖。
在这一操作中，为准确判断是否对准，需将垂球尖处于紧挨镜上中心的上方，在垂球悬挂高度上要求苛刻;要反复从互为90°的两个方向判断，并移动仪器使镜上中心对准垂球尖，费时费事;此外在井下黑暗条件下，还要有人持灯照明，协助操作，更感不便。为此，矿山测量工作者曾先后研制出活尖垂球、镜上光学对点器等，但仍不十分理想。研制了一种本身发光的垂球，经与普通垂球测试对比，这种垂球的对中精度与普通垂球相当，而上述问题可以得到克服，优点十分明显。
发光式点下对中垂球用发光轴指示重力线，用平面上的圆形光斑取代垂球尖，依据光斑与镜上中心的同心圆吻合情况，判断是否对中：
①悬挂垂球的线绳;
②垂球;
③垂球发出的光轴与圆形光斑，测点重力线过此圆的中心。
专用的镜上中心：
①镜上中心固定螺丝;
②作为镜上中心标志的同心圆。
当望远镜置水平时，仪器的竖轴过圆心。对中操作时，平移仪器使光斑边缘的圆与镜上中心的某一圆周线重叠吻合，即实现仪器的竖轴与测点的重力线吻合，达到仪器对中的目的。
对中操作为:将垂球悬挂在测点上，将仪器整平，望远镜置于水平位置。调整垂球的悬挂高度，使光斑的大小不超出镜上中心的范围即可。阻尼垂球的摆动使其摆幅减小至2mm左右。观察光斑与同心圆的吻合情况，并适当平移仪器。判断吻合并不要求光斑的大小与同心圆的某一个圆的大小一样，而是依据同心圆两侧亮区宽度对称与否判定。因有多个圆作参照，所以悬挂高度要求大大放宽，且不要求垂球稳定。因光斑是投映在镜上中心的一平面上，观测者站立于任何一个位置都能一次判定仪器的偏离方向，并一次调整到位，从而避免了从两个方向判断镜上中心是否对准垂球尖和调整仪器的操作过程。
与带尖的垂球相比，发光式点下对中垂球的优点如下:
(1)悬挂高度要求不十分苛刻，依据试验样品得到的数据，离镜上中心2- 3cm同样可以进行对中操作，使对中操作更加容易;
(2)垂球本身发光，对中操作无须照明，甚至整平操作也可利用其照明;
(3)只须从一个位置即可判断仪器对中状况，操作简便，节省了对中时间;
(4)垂球有微小的摆动，但光斑未摆出镜上中心边缘，即不影响对中吻合的判断，也不
会影响对中的精度。
发光式垂球的对中是判断光斑边缘距最近的圆周线距离四周是否对称，依据窄缝原理，只有当宽的一侧的宽度为窄的一侧的两倍时，人的眼睛方能觉察其不对称。
依据计算，当同心圆的间隔为2mm且d,=2d时对中偏差等于0. 37mm(此为极限误差)。按均匀分布的规律对中中误差等于极限误差的1/2，因此对中的线量中误差为0. 17mm<0. 2mm。也就是说当观测者认为光斑与同心圆吻合时，对中线量中误差小于0. ?mm，最大偏差也不会超过0. 35mm。这样的对中精度已完全能满足井下导线短边测角时对对中精度的要求。
我们用了8个样品进行对中精度的测试，其方法是用精确的方法将悬挂垂球点的位置投影到测试台的台面上，以投影的点位为圆心，作一与镜上中心标志外缘同样大小的圆。将镜上中心标志置于垂球下方，依据光斑移动镜上中心进行对中，认为对中之后，沿镜上中心的外缘用针尖刺一小孔，移开镜上中心，测量小孔至台面圆周线的距离，即为每一次对中的偏差。每个样品垂球都进行20次对中，并记录每次的偏差。
所有测试值按白塞尔公式计算得到的对中线量误差为0. 196mm。测试结果与理论分析的结果相符。它表明发光式点下对中垂球的点下对中精度是可靠的，可以满足井下导线测角仪器对中的精度要求。
1)外形尺寸:长110mm，直径25mm
2)重量:250g
3)耗电:电压DC3V，电流30mA，采用5号电池两节(可连续工作48小时)
4)对中线量误差:0. 2mm
发光式垂球的对中操作与传统的方法一致，几乎不要演练，且结构简单，加工制造容易，价格低廉，利于推广。预计通过防爆试验，取得防爆许可证之后，必将在煤矿井下得到广泛的应用。
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