水平仪的使用

2024年3月15日发(作者：那一次我真开心)

水平仪的使用

水平仪是测量角度变化的一种常用量具，主要用于测量机件相互位置的水平位置和设备

安装时的平面度、直线度和垂直度，也可测量零件的微小倾角。

常用的水平仪有条式水平仪、框式水平仪和数字式光学合象水平仪等。

一 条式水平仪

图7-1是钳工常用的条式水平仪。条式

水平仪由作为工作平面的V型底平面和与工

作平面平行的水准器 (俗称气泡)两部分组

成。工作平面的平直度和水准器与工作平面

的平行度都做得很精确。当水平仪的底平面

放在准确的水平位置时，水准器内的气泡正

好在中间位置 (即水平位置)。 在水准器玻

璃管内气泡两端刻线为零线的两边，刻有不

少于8格的刻度，刻线间距为2mm。当水平

图7-1 条式水平仪

仪的底平面与水平位置有微小的差别时，也就是水平仪底平面两端有高低时，水准器内的气

泡由于地心引力的作用总是往水准器的最高一侧移动，这就是水平仪的使用原理。两端高低

相差不多时，气泡移动也不多，两端高低相差较大时，气泡移动也较大，在水准器的刻度上

就可读出两端高低的差值。

表7-1 水平仪的规格

品种

框式

条式

外形尺寸（mm）

长 阔 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

组别 (mm/m)

Ⅰ

0.02

Ⅱ

0.03～0.05

Ⅲ

0.06～0.15

条式水平仪的规格见表7-1。条式水平仪分度值的说明，如分度值0.03mm／m，即表示

气泡移动一格时，被测量长度为1m的两端上，高低相差0.03mm。再如，用200mm长，分度

值为0.05mm／m的水平仪，测量400mm长的平面的水平度。先把水平仪放在平面的左侧，此

时若气泡向右移动二格，再把水平仪放在平面的右侧，此时若气泡向左移动三格，则说明这

个平面是中间高两侧低的凸平面。中间高出多少毫米呢？从左侧看中间比左端高二格，即在

1

1

被测量长度为1m时，现实际测量长度为200mm，是1m的 ，所以，

5

中间高2×0.05=0.10mm，

5

实际上中间比左端高0.10× = 0.02mm。从右侧看：中间比右端高三格，即在被测量长度

为1m时，中间高3×，是1m的 ，所以，实际上中

5

0.05=0.15mm，现实际测量长度为200mm

5

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

则中间比两端高出的数值为(0.02+0.03)÷2=0.025mm。

二 框式水平仪

图7-2是常用的框式水平仪，主要由框架1和弧形玻璃管主水准器2、调整水准3组成。

利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度

的变化。

1

1

框架的测量面有平面和V形槽，V形槽便于在圆柱

面上测量。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，平面度或垂直度误差。

水平仪工作原理(图7-3),精度为0.02mm/1000mm的

水平仪玻璃管，曲率半径R=103132mm，当平面在1000mm

图7-2 框式水平仪

长度中倾斜0.02mm，则倾斜角



为：

1-框架 2-主水准器 3-调整水准

0.02mm

tg





0.00002

1000



4"

水准泡转过的角度应与平面转过的角度

相等，则水准泡移动的距离(1格) 为：

2



R



a



360



60



60

2





103132mm



4"



360



60



60



2mm

图7-3 框式水平仪工作原理

水平仪的读数方法有直接读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，气泡相对零线移动格数作为读数，这种

读数方法最为常用，见图7-4。

(a) (b) (c)

图7-4 直接读数法

图7-4a表示水平仪处于水平位置，气泡两端位于长线上，读数为“0”；图7-4b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7-4c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，使气泡变长或缩短，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。

平均读数法读数是分别从两条长刻线起，向气泡移动方向读至气泡端点止，然后取这两

个读数的平均值作为这次测量的读数值。

图7-5a表示，由于环境温度较高，气泡变长，测量位置使气泡左移。读数时，从左边

长刻线起，向左读数“-3”；从右边长刻线起，向左读数“—2”。取这两个读数的平均值，

作为这次测量的读数值：

(



3)



(



2)



2.5

2