水平仪使用说明
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发布时间：2022-04-24 18:18
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时间：2023-10-31 09:35
水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。按水平仪的外形不同可分为：万向水平仪，圆柱水平仪，一体化水平仪，迷你水平仪，相机水平仪，框式水平仪，尺式水平仪；；按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。
特点
水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中,用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床
类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。按水平仪的外形不同可分为：框式水平仪和尺式水平仪两种；按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。[1]
水平仪主要应用于检验各种机床及其它类型设备导轨的直线度和设备安装的水平位置，垂直位置。它也能应用于小角度的测量和带有V 型槽的工作面，还可测量圆柱工件的安装平行度，以及安装的水平位置和垂直位置。
主要类型
气泡水平仪系检验机器安装面或平板是否水平，及测知倾斜方向与角度大小的测量仪器，其外形系用高级钢料制造架座，经精密加工后，其架座底座必须平整，座面*装有纵长圆曲形状的玻璃管，也有在左端附加横向
小型水平玻璃管，管内充满醚或酒精，并留有一小气泡，它在管中永远位于最高点。玻璃筒上在气泡两端均有刻度分划。通常，工厂安装机器时，常用气泡水平仪的灵敏度为0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等规格，即是将水平仪置于 1 m 长的直规或平板之上，当其中一端点有灵敏度指示大小的差异时，如灵敏度为0.01 mm/m，即是表示直规或平板的两端点有0.01 mm的高低差异 ( 相当于两端点相差2秒 )，当1 m长的有h mm高度差时，气泡会一个刻度的差异。气泡水平仪的原理是利用气泡在玻璃管内，气泡可经常保持在最高位置的特性
对于一定的倾斜角 ，而欲使气泡的移动量大 ( 即所谓灵敏度良好 )，需增大圆弧半径 (R) 即可。若水平仪每刻度距离为2 mm和灵敏度为0.01 mm/m时，相当1 m的两端点相差2秒。即是气泡管半径为206.185公尺，装置在框架内，不同灵敏度即有不同半径，而与框架长短并无直接关系。
使用水平仪应先行检查，先将水平仪放在平板上，读取气泡的刻度大小，然后将水平仪反转置于同一位置 ，再读取其刻度大小，若读数相同，即表示水平仪底座与气泡管相互间的关系是正确的。否则，需用微调螺丝调整直到读数完全相同，才可作测量工作。若想检查水平仪精度，可用正弦杆和量块组成的已知角度大小。同时，欲测量较大倾斜角也可配合正弦杆与水平仪共同使用。
新式的水平仪作为传统水泡式倾角的替代品，更多的应用在道路工程，机械测量，建筑工程，工业平台，石油勘测，军工，船舶，以及其他需要重力参考系下的倾角或者水平的情况。
按照 材质分类，水平仪又可以分为 塑料水平仪，玻璃水平仪。塑料水平仪精度低，玻璃水平仪精度比较高。国外市场质量比较好的高精度水平仪如：SOLA,BOSCH,ECONNS,EPOCH,RISUX。国内知名品牌有：东方精工，长城, 恒锐 等。。。
电子式水平仪，它用来测量高精度的工具机，如NC车床、铣床、切削加工机、三次元量床等床面，其灵敏度非常高，若以测量时可左右偏移25刻度计算，测量工件只在一定的倾斜范围内均可测量。
框架电子水平仪
电子水平仪的主要原理有电感式和电容式等两种。根据测量方向不同还可分为一维和二维电子水平仪.
电感式原理：当水平仪的基座因待测工件倾斜而倾斜时，其内部摆锤因移动所造成感应线圈的电压变化。电容式水平仪其测量原理为一圆形摆锤自由悬挂在细在线，摆锤受地心重力所影响，且悬浮于无摩擦状况。摆锤的两边均设有电极且间隙相同时电容量是相等，若水平仪受待测工件所影响而造成，两间隙不同距离改变即产生电容不同，形成角度的差异。
水平仪的检验必须按照相应的标准进行。检验室内的温度应为20±2℃,检验应在坚固无振动影响、并远离热源的条件下进行。检验前,必须将水平仪的各部件擦洗干净,然后将水平仪置于检验室内金属平板上,同温时间不得少于3h。
外观检验
对新出厂的水平仪,工作面应平整、光滑且不应有砂眼、气孔、碰伤、划痕、锈蚀等缺陷。非工作面上不允许有脱漆、生锈和明显的缺陷。水准器应清洁透明,其刻线应清晰、均匀,不应有脱色现象,刻线应与水准器轴线相垂直。在水平仪非工作面上,应标有制造厂厂名、出厂编号和分度值。
各部分相互作用
主水准器安装应牢固，零位调节装置应保证使用方便、可靠。气泡移动应平稳,不应有目力可见的跳动或停滞现象。当室温为20℃时,，气泡长度应等于两条长刻度线之间的距离,其偏差对分度为0.02～0.05mm/m者不应超过±1格；对分度为0.06～0.10mm/m者不应超过±0.5格。 气泡的移动平稳性和气泡的长度,应在水平仪检定仪上进行检验。
工作面的平面度
水平仪工作面不允许有凸起现象，其平面度应符合表6—10—54的规定。 工作面长度 150～200 250～300 ，平面度偏差 <0.003 <0.005，对磨制和研磨的工作面,其平面度用尺寸不小于被检面长度的零级刀口尺,以光隙法进行检定,这一检定工作应在工作面的纵向、横向和对角线的方向的几个位置上进行。以看到的最大间隙为该表面的平面度偏差。在估计间隙大小时,可由量块组成的标准间隙进行比较。
对刮制工作面的平面度,用零级平板以涂色法进行检定。在边长为25mm正方形面积内的斑点数,对于分度值为0.02～0.05mm/m的水平仪不应少于25点，对于分度值为0.06～0.10mm/m的水平仪不应少于20点,斑点分布应均匀。
V形工作面的直线度,用检定心轴以涂色法进行检定。把涂有红铅粉的心轴放在V形面上转动,在V形面上看到的接触线,不允许有超过10mm的间断。
零位检验
气泡对中间位置的偏移，不应超过分度值的1/4。对于水平仪下工作面零位的检验可在零级平板上进行,也可以在水平仪检定仪上进行；对于水平仪的下V形工作面的零位检验，应在专用工具上进行；对于框式水平仪的上平面工作面，上V形工作面，侧平面工作面和侧V形工作面的零位，也应在专用工具上进行。
水平仪的零位稳定性，要求在检定下工作面零位合格后，相隔4h，再次对零位进行一次检定，其变化仍不得超过零位偏差的允许范围。
误差的检定
应在水平仪检定仪上进行。实测平均角值与公称角值之差，不应超过公称角值的10%。分度值的不均匀性，不应超过分度值的20%。即相邻读数差都在0.8～1.2格范围内。 水平仪分度值误差的检定,应在气泡的左右两个刻度上进行。为消除水平仪检定仪微动螺钉死程的影响，微动螺钉应按一个方向旋转。
水平仪刻度值用角度（秒）或斜率来表示，它的含义是以气泡偏移一格工作倾斜的角度表示，或以气泡偏移一格工作表面在一米长度上倾斜的高度表示。由于水平仪的使用倾角 很小，所以tg ，如tg4 4 弧度=0.02mm/1000mm，测量时使水平仪工作面紧贴被测表面，待气泡稳定后方可读数。 如需测量长度为L的实际倾斜值则可通过下式进行计算。
水平仪
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=0.02/1000*200*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零位进行检查或调整。
水平仪零位检查和调整方法，将被校水平仪放在大致水平的平板上，紧靠定位块，待气泡稳定后以气泡的一端读数为a1，然后将水平仪调转180方位，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，即 =(a1-a2)/2格。如果零位误差超赤许可范围，则需调整零位机构，见图1，反复调整螺钉1即可达到要求。
注意事项
水平仪属于量具，包装要求严格。每只水平仪应装于发泡材料制成的防震盒中，装盒之前应涂以防锈油并装在塑料袋中。防震盒再装入坚固的纸箱或木箱中，箱外刷有规定的标记。水平仪应存放在干燥、通风、无腐蚀气体的库房内。搬运中严防摔碰及雨淋。
水平仪是测量偏离水平面的倾斜角的角度测量仪。水平仪的关键部位——主气泡管的内表面进行过抛光，气泡管的外表面刻有刻度，在内部充以液体和气泡。主气泡管备有气泡室，用来调整气泡的长度。气泡管总是对底面保持水平，但在使用期间很有可能变化，为此，设置了调节螺钉。
水平仪
一、测量前，应认真清洗测量面并擦干，检查测量表面是否有划伤、锈蚀、毛刺等缺陷。
二、检查零位是否正确。如不准，对可调式水平仪应进行调整，调整方法如下:将水平仪放在平板上，读出气泡管的刻度，这时在平板的平面同一位置上，再将水平仪左右反转180°，然后读出气泡管的刻度。若读数相同，则水平仪的底面和气泡管平行，若读数不一致，则使用备用的调整针，插入调整孔后，进行上下调整。
三、测量时，应尽量避免温度的影响，水准器内液体对温度影响变化较大，因此，应注意手热、阳光直射、哈气等因素对水平仪的影响。
四、使用中，应在垂直水准器的位置上进行读数，以减少视差对测量结果的影响。
