水平儀的類型及工作原理

主要類型

　　氣泡水平儀系檢驗機器安裝面或平板是否水平，及測知傾斜方向與角度大小的測量儀器，其外形系用鋼料制造架座，經精密加工后，其架座底座必須平整，座面中央裝有縱長圓曲形狀的玻璃管，也有在左端附加橫向小型水平玻璃管，管內充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠位于高點。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機器時，常用氣泡水平儀的靈敏度為0.01mm/m、0.02mm/m、0.04mm/m、0.05mm/m、0.1mm/m、0.3mm/m和0.4mm/m等規格，即是將水平儀置于 1 m 長的直規或平板之上，當其中一端點有靈敏度指示大小的差異時，如靈敏度為0.01 mm/m，即是表示直規或平板的兩端點有0.01 mm的高低差異 ( 相當于兩端點相差2秒 )，當1 m長的有h mm高度差時，氣泡會一個刻度的差異。氣泡水平儀的原理是利用氣泡在玻璃管內，氣泡可經常保持在高位置的特性

　　對于一定的傾斜角 ，而欲使氣泡的移動量大 ( 即所謂靈敏度良好 )，需增大圓弧半徑 (R) 即可。若水平儀每刻度距離為2 mm和靈敏度?為0.01 mm/m時，相當1 m的兩端點相差2秒。即是氣泡管半徑為206.185公尺，裝置在框架內，不同靈敏度即有不同半徑，而與框架長短并無直接關系。

　　使用水平儀應先行檢查，先將水平儀放在平板上，讀取氣泡的刻度大小，然后將水平儀反轉置于同一位置 ，再讀取其刻度大小，若讀數相同，即表示水平儀底座與氣泡管相互間的關系是正確的。否則，需用微調螺絲調整直到讀數*相同，才可作測量工作。若想檢查水平儀精度，可用正弦桿和量塊組成的已知角度大小。同時，欲測量較大傾斜角也可配合正弦桿與水平儀共同使用。

　　新式的水平儀作為傳統水泡式傾角的替代品，更多的應用在道路工程，機械測量，建筑工程，工業平臺，石油勘測，軍工，船舶，以及其他需要重力參考系下的傾角或者水平的情況。

　　按照 材質分類，水平儀又可以分為 塑料水平儀，玻璃水平儀。塑料水平儀精度低，玻璃水平儀精度比較高。國外市場質量比的高精度水平儀如：SOLA,BOSCH,ECONNS,EPOCH,RISUX。國內有：東方精工，長城, 恒銳 等。。。

　　電子式水平儀，它用來測量高精度的工具機，如NC車床、銑床、切削加工機、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測量時可左右偏移25刻度計算，測量工件只在一定的傾斜范圍內均可測量。電子水平儀的主要原理有電感式和電容式等兩種。根據測量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀。電子水平儀的測量部分主要由殼體、測微裝置和電極水泡式傳感器組成。電子水泡式傳感器與一般水平儀的水準器的作用相似，但結構不同。

　　電感式原理：當水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時，其內部擺錘因移動所造成感應線圈的電壓變化。電容式水平儀其測量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細在線，擺錘受地心重力所影響，且懸浮于無摩擦狀況。擺錘的兩邊均設有電極且間隙相同時電容量是相等，若水平儀受待測工件所影響而造成，兩間隙不同距離改變即產生電容不同，形成角度的差異。

　　工作原理

　　水平儀的水準管是由玻璃制成，水準管內壁是一個具有一定曲率半徑的曲面，管內裝有液體，當水平儀發生傾斜時，水準管中氣泡就向水平儀升高的一端移動，從而確定水平面的位置。水準管內壁曲率半徑越大，分辨率就越高，曲率半徑越小，分辨率越低，因此水準管曲率半徑決定了水平儀的精度。 水平儀主要用于檢驗各種機床和工件的平面度、直線度、垂直度及設備安裝的水平位置等。特別是在測垂直度時，磁性水平儀可以吸咐在垂直工作面上，不用人工扶持，減輕了勞動強度，避免了人體熱量輻射帶給水平儀的測量誤差。

　　水平儀底面及側面長度均為2000mm的直角形結構，精度一般為（0.02-0.025）mm/m，若用戶有特殊要求，可單獨定制。 水平儀調零結構有*之處，較常規結構相比：1.調零容易。2.調整后，零位不易變動。如圖1所示。水平儀底V型槽面繞芯軸轉動5時，若氣泡移動，可通過調整螺釘2來達到要求，該項在出廠時已調整好，一般不變。

　　水平儀的結構根據分類不同而有所區別?？蚴剿絻x一般由水平儀主體、橫向水準器、絕熱手把、主水準器、蓋板和零位調整裝置等零部件組成。尺式水平儀一般由水平儀主體、蓋板、主水準器和零位調整裝置等零部件構成。

　　水平儀是以水準器作為測量和讀數元件的一種量具。水準器是一個密封的玻璃管，內表面的縱斷面為具有一定曲率半徑的圓弧面。水準器的玻璃管內裝有粘滯系數較小的液體，如酒精及其混合體等,沒有液體的部分通常叫作水準氣泡。玻璃管內表面縱斷面的曲率半徑與分度值之間存在著一定的關系,根據這一關系即可測出被測平面的傾斜度。

                                          水平儀的類型及工作原理