框式水平仪的使用

    水平仪是用来检验平面对水平或垂直位置的偏差。由于水平仪的构造简单，使用方便，测量精度较高，因此，在机械设备安装工作中，成为不可缺少的测量仪器。

1、水平仪的种类及构造

  水平仪的种类有：条形水平仪(或称钳工水平仪)、框式水平仪、光学合象水平仪。

  条形水平仪：它只能用来检验平面对水平位置的偏差。

   框式水平仪：它的各个边相互准确地交成90°角，所以它不但能检验平面对水平位置的偏差，还可以检验平面对竖直位置的偏差。

   框式水平仪的主要零件由作测量基准用的金属体，读数用的主水准器和定位用的水准器等组成。其框架为铸造结构,并且经过精加工处理，在框架上镶有读数水准器和定位水准器。在读数水准器上刻有红线小格，其间距约为2mm。当被测量面不平时，气泡就向高的方向移动，视气泡移动格数多少，就计算出被测表面水平偏差的大小。    

  条形水平仪和框式水平仪的规格主要分成四种，按主水准器的刻度值,每种又分成四种精度等级:

表1水平仪的规格(㎜)

表2水平仪的精度(㎜/m)

2、水平仪的测量工作原理

    水平仪是一种测角仪器，其主要工作部分是水准器，水准器是一个封闭的玻璃管,内装有乙醚或酒精，并留有一个气泡，这个气泡永远停在玻璃管的最高点。如果水平仪在水平或垂直位置时,气泡就处于玻璃管的中间位置，若水平仪倾斜一个角度，气泡就

向左或向右移动到最高点，根据移动距离，可知道平面的水平度及不垂直度的偏差。

读数精度含义:

水平仪读数精度,如图所示,将一读数精度为0.02／1000的水平仪安放在lm长的水平尺上(直尺为理想无变形尺)，在右端垫起0．02mm，平尺便倾斜一个角度a，此时，水准器气泡移动距离正好为一个刻度，这表明此水平仪是精确的。

  水平仪同平尺的倾斜角a的大小，可从下式求出：

tga= ΔH/L=0.02/1000=0.00002  ,  a≈ 4″

  从上式可知：0．02／1000的水平仪的气泡每移动一个刻度，其倾斜角将变化4″(秒)。

  工作时应将水平仪安置在被检验的工作表面上，每次移动都将后支点在原来的前支点处，新的支点将会升高或降低，就会引起水泡相应的移动，此时由水准器刻度视其偏

斜了几格，计算仪器的实际倾斜度时，应从下式求出：

实际倾斜度=刻度值×L×偏差格数

水平仪的实际倾斜度与支点距离有关。

3、水平仪的读数方法

    水平仪由于加工制造上的原因，或由于长期使用，有时会产生误差，使气泡指示的水平不准确。因此，在使用水平仪时，事先要了解仪器的读数精度，并对水平仪进行检验，消除其本身误差。检验仪器误差的方法，应把它放在精密的平台上，就可以看出它的误差数值。如在平台上气泡向左偏一格，然后放在被测平面上，同样也向左偏一格，

这说明被测面是平的。

    在使用误差较小的水平仪找设备的水平度时，应在被测面上原地旋转180°进行测

量，利用两次读度的结果加以计算修正。

表3水平仪测量数据的计算方法

    表例2：在测量时，水平仪第一次读数是零，在原来位置转180°测量时，气泡向一个方向移动，这说明水平仪和被测面都有误差，而两者的误差相同。较高一面的高度是读数的二分之一。

    表例3：在测量时，两次气泡各往一边移动(方向相反)，这时被测面较高的一端为两次格数差除以2，水平仪本身误差是两次格数之和除以2。

    表例4：在测量时，两次气泡向同一个方向移动。这时被测面较高的一端为两次偏差格数之和除以2，而水平仪误差为两次格数之差除以2。

  注：在上表计算式中x1和x2均为绝对值；

a和b算出的结果为正值时，表示其偏差方向与x1相同，为负值时与x2相同。

一般在测量机床导轨时，总是将水平仪在起端位时的读数作为零位，然后，依次移动水平仪，记下每一位置的读数值。根据水准器中的气泡移动方向与水平仪的移动方向来评定被检查导轨面的倾斜方向，如方向一致，一般为正值，它表示导轨平面向上倾斜。如方向相反，则读数为负值，表示导轨面向下倾斜。

4、水平仪使用时应注意事项

(1)(1)  测量前，必须将被测量表面与水平仪工作表面擦干净。

(2)(2)  测量时要注意检查仪器的自身偏差,可在被测表面上的同一位置和方向检查正反180°的读数偏差,准确的仪器两次读数应该相同，否则在测量时应注意仪器偏差的影响.

  (3)使用时，将水平仪安置在被测量工作面上，必须待气泡完全静止后方可读数。

  (4)在看读气泡移动格数时，视线应垂直对准水准管，以免产生视差，影响读数精度。

  (5)测量时，应要轻拿轻放，放正放平，不允许在设备被测量表面上将水平仪拖来拖去，以免磨损水平仪的工作表面；在检查设备立面的铅垂面时，应用力均匀地紧靠在设备的立面上。

(6)水平仪从低温处拿到高温处时，不得立即使用，也不得在强烈灯光或日光照射下使用。用完后，要用干净布(砂)擦净，并在工作面上涂上一层防锈油，放入盒内注意保存。