合像水平仪的工作原理

2024年3月15日发(作者：组长职责)

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合像水平仪的工作原理

合像水平仪的工作原理： 合象水平仪是利用棱镜将水准器中的气汽象符合放大，来提高读

数的精确度，利用杠杆、微动螺杆这一套传动机构来提高读数的灵敏度。所以被测量件倾斜

0.01毫米/米时，就可精确的在合象仪中读出。（在合象水平仪中水准器主要是起指零的作

用。）合像水平仪使用方法：将合象水平仪按置在被检验件的工作表面上，由于被检验面的

倾斜而引起两气泡象的不重合，则转动度盘，一直到两气泡象重合为止，此时即可得出读数。

被检验件的实际倾斜度，可通过下式进行计算：实际倾斜度=刻度值×支点距离×刻度盘读数

例如：刻度盘读数为5格，对此种合象水平仪而言，刻度值和支点距离都为定值，即刻度值

为0.001mm/m支点距离为165mm

则：实际倾斜度=0.001/1000×165mm×5=0.00825mm

6.使用须知：

(1)合象水平仪使用前，用汽油把油污洗净，再用脱脂纱布揩擦干净。

(2)温度变化对水准器的位置影响很大，使用时必须和热隔离，以免产生其它误差。

(3)测量时旋转度盘必须待两气泡完全符合后，按度盘正负方向的分度值进行读数。

(4)如发现合象水平仪的零位不正时，可进行调正。即将合象水平仪放在按置平稳的平台上，

转动刻度盘使两气泡重合得第一个读数α，然后将仪器高速转180度，放回原位。重新转动

刻度盘使两气泡象重合，得第二个读数β，则1/2（α+β）即为该仪器的零位误差。此格，使

零位偏差值与指针线对齐，然后将螺钉固紧，即可。

光学合象水平仪

一、仪器用途 光学合象水平仪广泛应用于精密机器制造业。它不仅可以检验设备导轨的不

平度及设备安装的水平性。而且还可以检验机械零件较小的角度。

二、技术数据工作面 165*48刻度示值 0.01mm/m示值误差 ≯0.0025mm/m

测量范围 -5～0～+5mm/m在全部测量范围内的误差 ≯±0.02mm/m 在+1～-1

测量范围内的误差 ≯±0.01mm/m工作面不平度 ≯0.003mm（-）净重 1.95

kg

四、使用方法 1、测量时将水平仪稳置在被测件表面上(两者均需擦拭干净)，等气泡景象完

全符合后可进行读数。读数时毫米值从刻度板读得，忽米值从刻度盘读得，二部分之和即为

读数。。 读数的正负由圆刻度盘的旋向决定(在圆刻度盘上已有“+”“-”标记)。 例1：横刻度

游标位置在0以下的0～1之间，圆刻度盘的刻线对准5。这时从横刻度读得毫米值为0，从圆

刻度盘读得忽米值为5。由于是向“+”向旋得的，因此读数为0+0.05=0.005mm/m，即被测工

件在旋纽端高0.05mm/m。 例2：横刻度游标位置在0以上的1～2之间，圆刻度盘的刻线对

准20。这时从横刻度读得毫米值为1，从圆刻度盘读得忽米值为80（因此时圆刻度盘旋转方

向与数字排列方向相反，因此实际忽米值为100-20=80）。由于是向“-”向旋得的，因此读数

为-（1+0.80）=-1.80mm/m，即被测工件在旋纽端低1.80mm/m。2、水平仪上所标志的示

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值是以一米为基长的倾斜值，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=刻度示值*L*读数值（以忽米为单位的读数值） 例如：刻度示值为0.01mm/m，L

=166mm，读数值为5。则：实际倾斜值=0.01

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∕1000*165*5=0.0083mm又如：刻度示值是0.01mm/m， L=165mm，读数值为-180。则：

实际倾斜值=0.01/1000*165*（-180）=-0.299mm3、在检定或使用中如发现水平仪的示值

超差且成线形变化时，则应重新调整杠杆比。如发现水平仪的零位超差，则应重新调整刻度

或水准座支承螺钉。此两项工作应由计量检定部门进行。 基本参数 规格 长X宽X高

分度值mm/m SH165 165*48*105.5 0.05 165*0.01

光学合象水平仪的使用方法及工作原理

光学合象水平仪，广范应用天精密机械中，测量工件的平面度、直线度和找正安装设备的正确位置。

1、

合象水平仪的结构和工作原理

合像水平仪主要由测微螺杆、杠杆系统、水准器、光学合象棱镜和具有V型工作平面的底座等组成，

如下图所示。

2、水准器安装在杠杆架的底板上，它的水平位置用微分盘旋钮通过测微螺杆与杠杆系统进行调整。水

准器内的气泡圆弧，分别用三个不同方向位置的棱镜反射至观察窗，分成两个半像，利用光学原理把气

泡像复合放大（放大5倍），提高读数精度，并通过杠杆机构提高读数的灵敏度和增大测量范围。

3、当水平仪处于水平位置时，气A与B组合，见图（3）。当水平仪倾斜时，气泡A与B不重合，见图

（4）

4、测微螺杆的螺距0.5mm,微分盘刻线分为100等分。微分盘转过一格，测微螺杆上螺母轴向移动

0.005mm.

5、使用方法

将水平仪放在工件的被测表面上，眼睛看窗口1，手转动微分盘，直至两个气泡重合时进行读数，读数

时，从窗口4读出毫米数，从微分盘上读出刻度数。

光学合象水平仪

（1）

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（2）

光学合象水平仪结构

例：分度值为0.01mm/1000mm的光学合像水平仪微分盘上的每一格刻度表示在1m长度上，两端的高

度差为0.01mm。测量时，如果从窗口读出的数值为1mm,微分盘上的刻度数为16，这次测量的读数就是

1.16mm，即被测工件表面的倾斜度，在1m长度上的高度差为1.16mm.如果工件的长度小城或大于1m

时，可按正比方法计算；1m长度上的高度差×工件长度。

6、使用特点

1）

测量工件被测表面误差大或倾斜程度大时，作为框式水平仪，气泡就会移至极限位置而无法测量，

光学合像水平仪就没有一弊病。

2）

环境温度变化对测量精度有较大的影响，所以使用时应尽量避免工件和水平仪受热。

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