一.條式水平儀。

條式水平儀由V型底平面和與工作平面平行的水準(zhǔn)器組成。工作平面的平直度和水準(zhǔn)器與工作平面的平行度都非常準(zhǔn)確。當(dāng)水平儀的底平面處于準(zhǔn)確的水平位置時(shí)，水平儀內(nèi)的氣泡就在中間位置(即水平位置)。水準(zhǔn)器玻璃管內(nèi)氣泡兩端刻線為零線兩側(cè)，刻線刻度不小于8格，刻線間距為2格mm。當(dāng)水平儀的底平面與水平位置略有差異時(shí)，即水平儀的底平面兩端有高低時(shí)，由于重力的作用，水平儀中的氣泡總是移動(dòng)到水平儀的側(cè)，這就是水平儀的使用原理。當(dāng)兩端高度相似時(shí)，氣泡移動(dòng)不多。當(dāng)兩端高度相差較大時(shí)，氣泡移動(dòng)也較大。在水準(zhǔn)器的刻度上，可以讀出兩端高度的差值。規(guī)格見表7-1。條式水平儀的分度值說明，如分度值0.03mm／m，也就是說，當(dāng)氣泡移動(dòng)時(shí)，測(cè)量長(zhǎng)度為1m兩端高度相差0.03mm。再如，用200mm長(zhǎng)，分度值為0.05mm／m水平儀，測(cè)量400mm平面水平度長(zhǎng)。首先，將水平儀放在平面的左側(cè)。此時(shí)，如果氣泡向右移動(dòng)兩個(gè)網(wǎng)格，然后將水平儀放在平面的右側(cè)。此時(shí)，如果氣泡向左移動(dòng)三個(gè)網(wǎng)格，則表明該平面是中高兩側(cè)的低凸平面。中間有多少毫米高？從左側(cè)看，中間高于左端，即測(cè)量長(zhǎng)度為1m時(shí)，中間高2×0.05=0.10mm，實(shí)際測(cè)量長(zhǎng)度為2000mm，是1m所以，其實(shí)中間比左端高0.10×=0.02mm。從右側(cè)看：中間比右側(cè)高三格，即測(cè)量長(zhǎng)度為1m時(shí)，中間高3×0.05=0.15mm，實(shí)際測(cè)量長(zhǎng)度為2000mm，是1m所以，其實(shí)中間比右端高0.15×=0.03mm。可見中間比左端高0.02mm，中間比右端高0.03mm，中間高于兩端的值為(0.02+0.03)÷2=0.025mm。

二.框式水平儀

常用的框架水平儀主要由框架1和弧形玻璃管主水平器2組成。調(diào)整水平3。利用水平儀上水平氣泡的運(yùn)動(dòng)來測(cè)量被測(cè)部位角度的變化。

框式水平儀

1-框架2-主水準(zhǔn)器3-調(diào)整水準(zhǔn)

框架的測(cè)量面有平面和V形槽，V圓柱形槽很容易在圓柱形表面進(jìn)行測(cè)量。弧形玻璃管表面刻有（或酒精），并留有水平氣泡。水平氣泡總是停留在玻璃管的點(diǎn)。如果水平儀傾斜一個(gè)角度，氣泡將向左或向右移動(dòng)。根據(jù)移動(dòng)距離（格數(shù)），可以直接或計(jì)算出被測(cè)工件的直線度、平面度或垂直度誤差。

水平儀工作原理(圖3).02mm/1000mm水平儀玻璃管、曲率半徑R=103132mm，當(dāng)平面在1000mm長(zhǎng)度中傾斜0.02mm，傾斜角為：

水準(zhǔn)泡轉(zhuǎn)角應(yīng)等于平面轉(zhuǎn)角，水準(zhǔn)泡移動(dòng)距離(1格)為:

框式水平儀工作原理

直接讀數(shù)法和平均讀數(shù)法有兩種。

1)直接讀數(shù)法以氣泡兩端的長(zhǎng)刻線為零線，以氣泡相對(duì)于零線的移動(dòng)格數(shù)為讀數(shù)。這種讀數(shù)方法常用，見下圖4

a表示水平儀處于水平位置，氣泡兩端長(zhǎng)，讀數(shù)為“0”；圖4b表示水平儀逆時(shí)針傾斜，氣泡向右移動(dòng)，圖表位置讀數(shù)為“+2”；圖7-4c表示水平儀順時(shí)針傾斜，氣泡向左移動(dòng)，圖表位置讀數(shù)為“-3”。

2）由于環(huán)境溫度變化較大，平均讀數(shù)法使氣泡變長(zhǎng)或縮短，導(dǎo)致讀數(shù)誤差，影響測(cè)量的正確性。平均讀數(shù)法的讀數(shù)是從兩條長(zhǎng)線開始，讀到氣泡端點(diǎn)，然后取兩個(gè)讀數(shù)的平均值作為測(cè)量的讀數(shù)值。

圖5a這意味著由于環(huán)境溫度高，氣泡變長(zhǎng)，測(cè)量位置使氣泡向左移動(dòng)。讀數(shù)時(shí)，從左長(zhǎng)線開始，向左讀數(shù)“-3”；從右長(zhǎng)線開始，向左讀數(shù)“—2”。取這兩個(gè)讀數(shù)的平均值作為本次測(cè)量的讀數(shù)值：

平均讀數(shù)法

b意思是由于環(huán)境溫度低，氣泡縮短，測(cè)量位置使氣泡向右移動(dòng)。根據(jù)上述讀數(shù)方法，讀數(shù)分別為“+2”和“+1”測(cè)量的讀數(shù)值為：

框架水平儀的使用方法：

框架水平儀的兩個(gè)V形測(cè)量面是測(cè)量精度的基準(zhǔn)，在測(cè)量過程中不能接觸或摩擦工作的粗糙表面。放置時(shí)必須小心輕放，避免因測(cè)量表面劃傷而損壞水平儀，造成不應(yīng)有的測(cè)量誤差。

2用框架水平儀測(cè)量工件的垂直面時(shí)，不能握住與副側(cè)面相對(duì)的部分，而是用力推壓工件的垂直平面，會(huì)因水平儀的應(yīng)力變形而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。正確的測(cè)量方法是握住副面內(nèi)側(cè)，使水平儀平穩(wěn).垂直(調(diào)整氣泡位于中間)貼在工件的垂直平面上，然后從垂直水平讀取氣泡運(yùn)動(dòng)的格數(shù)。

3使用水平儀時(shí)，應(yīng)保證水平儀工作面和工件表面的清潔，以防止污垢影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。測(cè)量水平面時(shí)，水平儀應(yīng)調(diào)整到相反的方向。移動(dòng)水平儀時(shí)，水平儀工作面不得與工件表面摩擦，應(yīng)提起放置。如圖6所示。

正確錯(cuò)誤

水平儀的使用方法

4當(dāng)測(cè)量長(zhǎng)度較大的工件時(shí)，可以將工件平均分為幾個(gè)尺寸段，采用分段測(cè)量法，然后根據(jù)各段的測(cè)量讀數(shù)繪制誤差坐標(biāo)圖，確定誤差的格數(shù)。

三.光學(xué)合像水平儀

光學(xué)合像水平儀廣泛應(yīng)用于精密機(jī)械中，測(cè)量工件的平面度.直線度和正確安裝設(shè)備的位置。

水平儀的結(jié)構(gòu)及工作原理：

合像水平儀主要是測(cè)微螺桿.杠桿系統(tǒng).水準(zhǔn)器.由光學(xué)合像棱鏡和V型工作平面底座組成，如圖7所示。

數(shù)字光學(xué)合像水平儀

1.4-窗口；2-微分盤旋鈕；3-微分盤；5-水平儀底座；6-玻璃管；7-放大鏡；8-合成棱鏡；9.11-彈簧；10-杠桿架；12-指針；13-測(cè)微螺桿。

水準(zhǔn)器安裝在杠桿架的底板上，其水平位置由微分盤旋鈕通過測(cè)量螺桿和杠桿系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。水準(zhǔn)器中的氣泡弧分別用三個(gè)不同方向的棱鏡反射到觀察窗口，分為兩個(gè)半像，利用光學(xué)原理放大氣泡圖像（放大5倍），提高讀數(shù)精度，通過杠桿機(jī)構(gòu)提高讀數(shù)靈敏度和增加