水平儀的使用

2024年3月15日發(作者：那一次我真開心)

水平儀的使用

水平儀是測量角度變化的一種常用量具，主要用于測量機件相互位置的水平位置和設備

安裝時的平面度、直線度和垂直度，也可測量零件的微小傾角。

常用的水平儀有條式水平儀、框式水平儀和數字式光學合象水平儀等。

一 條式水平儀

圖7-1是鉗工常用的條式水平儀。條式

水平儀由作為工作平面的V型底平面和與工

作平面平行的水準器 (俗稱氣泡)兩部分組

成。工作平面的平直度和水準器與工作平面

的平行度都做得很精確。當水平儀的底平面

放在準確的水平位置時，水準器內的氣泡正

好在中間位置 (即水平位置)。 在水準器玻

璃管內氣泡兩端刻線為零線的兩邊，刻有不

少于8格的刻度，刻線間距為2mm。當水平

圖7-1 條式水平儀

儀的底平面與水平位置有微小的差別時，也就是水平儀底平面兩端有高低時，水準器內的氣

泡由于地心引力的作用總是往水準器的最高一側移動，這就是水平儀的使用原理。兩端高低

相差不多時，氣泡移動也不多，兩端高低相差較大時，氣泡移動也較大，在水準器的刻度上

就可讀出兩端高低的差值。

表7-1 水平儀的規格

品種

框式

條式

外形尺寸（mm）

長 闊 高

100 25～35 100

150 30～40

150

200 35～40

200

250 250

40～50

300 300

100 30～35

35～40

150 35～40

35～45

200

250 40～45 40～50

300

分度值

組別 (mm/m)

Ⅰ

0.02

Ⅱ

0.03～0.05

Ⅲ

0.06～0.15

條式水平儀的規格見表7-1。條式水平儀分度值的說明，如分度值0.03mm／m，即表示

氣泡移動一格時，被測量長度為1m的兩端上，高低相差0.03mm。再如，用200mm長，分度

值為0.05mm／m的水平儀，測量400mm長的平面的水平度。先把水平儀放在平面的左側，此

時若氣泡向右移動二格，再把水平儀放在平面的右側，此時若氣泡向左移動三格，則說明這

個平面是中間高兩側低的凸平面。中間高出多少毫米呢？從左側看中間比左端高二格，即在

1

1

被測量長度為1m時，現實際測量長度為200mm，是1m的 ，所以，

5

中間高2×0.05=0.10mm，

5

實際上中間比左端高0.10× = 0.02mm。從右側看：中間比右端高三格，即在被測量長度

為1m時，中間高3×，是1m的 ，所以，實際上中

5

0.05=0.15mm，現實際測量長度為200mm

5

間比右端高0.15× =0.03mm。由此可知，中間比左端高0.02mm，中間比右端高0.03mm，

則中間比兩端高出的數值為(0.02+0.03)÷2=0.025mm。

二 框式水平儀

圖7-2是常用的框式水平儀，主要由框架1和弧形玻璃管主水準器2、調整水準3組成。

利用水平儀上水準泡的移動來測量被測部位角度

的變化。

1

1

框架的測量面有平面和V形槽，V形槽便于在圓柱

面上測量。弧形玻璃管的表面上有刻線，內裝乙醚(或

酒精) ,并留有一個水準泡，水準泡總是停留在玻璃管

內的最高處。若水平儀傾斜一個角度，氣泡就向左或向

右移動，根據移動的距離(格數) ,直接或通過計算即可

知道被測工件的直線度，平面度或垂直度誤差。

水平儀工作原理(圖7-3),精度為0.02mm/1000mm的

水平儀玻璃管，曲率半徑R=103132mm，當平面在1000mm

圖7-2 框式水平儀

長度中傾斜0.02mm，則傾斜角

?

為：

1-框架 2-主水準器 3-調整水準

0.02mm

tg

?

??

0.00002

1000

?

?4"

水準泡轉過的角度應與平面轉過的角度

相等，則水準泡移動的距離(1格) 為：

2

?

R

?

a

?

360

?

60

?

60

2

?

?

103132mm

?

4"

?

360

?

60

?

60

?

2mm

圖7-3 框式水平儀工作原理

水平儀的讀數方法有直接讀數法和平均讀數法兩種。

1)直接讀數法 以氣泡兩端的長刻線作為零線，氣泡相對零線移動格數作為讀數，這種

讀數方法最為常用，見圖7-4。

(a) (b) (c)

圖7-4 直接讀數法

圖7-4a表示水平儀處于水平位置，氣泡兩端位于長線上，讀數為“0”；圖7-4b表示水

平儀逆時針方向傾斜，氣泡向右移動，圖示位置讀數為“+2”；圖7-4c表示水平儀順時針方

向傾斜，氣泡向左移動，圖示位置讀數為“-3”。

2)平均讀數法 由于環境溫度變化較大，使氣泡變長或縮短，引起讀數誤差而影響測量

的正確性，可采用平均讀數法，以消除讀數誤差。

平均讀數法讀數是分別從兩條長刻線起，向氣泡移動方向讀至氣泡端點止，然后取這兩

個讀數的平均值作為這次測量的讀數值。

圖7-5a表示，由于環境溫度較高，氣泡變長，測量位置使氣泡左移。讀數時，從左邊

長刻線起，向左讀數“-3”；從右邊長刻線起，向左讀數“—2”。取這兩個讀數的平均值，

作為這次測量的讀數值：

(

?

3)

?

(

?

2)

??

2.5

2