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框式水平仪的工作原理及使用方法

图（1-1）是常用的框式水平仪，主工由框架1和弧形玻璃管主水冷器2、调整

水准3组成。利用水平仪上水准器泡的移动来测量被测部位角度的变化。

框架的测量面的平面和V形槽，V形槽便于在圆柱上面测量。弧形玻璃管的

表面上有刻线，内装乙醚（或酒精）并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃

管内的最高处，若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距

离（格数），直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平南度或垂直度误差。

水平仪的工作原理（图1-2），精度为0.02mm/1000mm的水平仪玻璃管，曲

率半径R=103132mm，当平面在1000mm长度中倾斜0.02mm，则倾斜角θ为：

Tgθ==0.00002θ=4”

水准泡转过的角度应与平面转过和角度相等，则水准泡移动的距离（1格）

为：

a=＝＝2mm

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水平仪的读数方法有直接数法和平均读数法两种。

（1）直接读数法：以气泡两端的长刻线作为零线。气泡相对零线移动作为

读数，这种读数方法最为常用，见（1-3图）。

图1-3（a）表示水平仪处于水平位置，气泡两端处于长线上，读数为“0”；

图1-3（b）表示水平仪逆时针方向倾斜，气泡向右移动，图示位置读数为“+2”；

图1-3（C）表示水平仪顺时针方向倾斜，气泡向左移动，图示位置读数为“-3”.

(2)平均读数法：由于环境温度变化较大，使气泡变长或变短，引起读数误

差而影响测量的正确性，可采用平均读数法，以消除读数误差。

一、工作原理气泡水平仪的玻璃的玻璃管内壁是一个肯有一定曲率半径的曲面，当水平仪发

生倾斜时，气泡就向水平仪升高的一端移动，水准泡内壁曲率半径越大分辨率越高，曲率半

径越小，分辨率越低，因此水准泡的曲率半径决定了该产品的精度。二、产品用途水平仪

主要用于检验各种机床和工件的平面度、平直度、垂直度及设备安装的水平性等。三、产

品规格水平仪按不同用途制造成框式水平仪、条式水平仪和二种形式.四、仪器结构水平

仪主要由体身，水准泡系统及调整机构组成。体身可测量基面，水准泡用作读数反应出体身

测量基面的真实数据，调整机构用作调整水平仪，采用m5×0.5细螺纹和多齿弹簧圈，确保

零位的稳定性和可调性。五、使用方法测量时使水平仪工作面紧贴被测表面，待气泡静止

后主可读数。水平仪的分度值是主水准泡的气泡移动一个刻度所产生的倾斜比，以一米为

基准长的倾斜高与底边的比表示，如需测量长度为L的实际倾斜值则可通过下式进行计算：

实际倾斜值=标称分度值×L×偏差格数例如：标称分度值为0.02mm/m,L=200mm，偏差格数

为2格则：实际倾斜值0.02/1000200××2=0.008mm为避免由于水平仪零位不准而引起的测

量误差，因此在使用前必须对水平仪的零位进行检查或调整。水平仪零位检查和调整方法：

将被检水平仪放在已调到大致水平位置的平板上（或机床导轨上），紧靠定位块，待气泡稳

定后以气泡的一端读数为a1,然后按水平方向调转180°，准确地放在原位置，按照第一次读

数的一边记下气泡另一端的读数为a2，两次读数差的一半则为零位误差=(a1-a2)/2格。如果

零位误差已超过许可范围，则需高速零位机构，另一种方法不需精调零位，也可找出相对零

位点，如图所示将水平仪放在平面上，等气泡稳定后，读右端数为读a1,将水平仪按水平方

向调转180°，准确的放在第一次位置上，待气泡稳定后，再读右端读数为a2，两次读数差