合像水平儀的工作原理

2024年3月15日發(作者：組長職責)

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合像水平儀的工作原理

合像水平儀的工作原理： 合象水平儀是利用棱鏡將水準器中的氣汽象符合放大，來提高讀

數的精確度，利用杠桿、微動螺桿這一套傳動機構來提高讀數的靈敏度。所以被測量件傾斜

0.01毫米/米時，就可精確的在合象儀中讀出。（在合象水平儀中水準器主要是起指零的作

用。）合像水平儀使用方法：將合象水平儀按置在被檢驗件的工作表面上，由于被檢驗面的

傾斜而引起兩氣泡象的不重合，則轉動度盤，一直到兩氣泡象重合為止，此時即可得出讀數。

被檢驗件的實際傾斜度，可通過下式進行計算：實際傾斜度=刻度值×支點距離×刻度盤讀數

例如：刻度盤讀數為5格，對此種合象水平儀而言，刻度值和支點距離都為定值，即刻度值

為0.001mm/m支點距離為165mm

則：實際傾斜度=0.001/1000×165mm×5=0.00825mm

6.使用須知：

(1)合象水平儀使用前，用汽油把油污洗凈，再用脫脂紗布揩擦干凈。

(2)溫度變化對水準器的位置影響很大，使用時必須和熱隔離，以免產生其它誤差。

(3)測量時旋轉度盤必須待兩氣泡完全符合后，按度盤正負方向的分度值進行讀數。

(4)如發現合象水平儀的零位不正時，可進行調正。即將合象水平儀放在按置平穩的平臺上，

轉動刻度盤使兩氣泡重合得第一個讀數α，然后將儀器高速轉180度，放回原位。重新轉動

刻度盤使兩氣泡象重合，得第二個讀數β，則1/2（α+β）即為該儀器的零位誤差。此格，使

零位偏差值與指針線對齊，然后將螺釘固緊，即可。

光學合象水平儀

一、儀器用途 光學合象水平儀廣泛應用于精密機器制造業。它不僅可以檢驗設備導軌的不

平度及設備安裝的水平性。而且還可以檢驗機械零件較小的角度。

二、技術數據工作面 165*48刻度示值 0.01mm/m示值誤差 ≯0.0025mm/m

測量范圍 -5～0～+5mm/m在全部測量范圍內的誤差 ≯±0.02mm/m 在+1～-1

測量范圍內的誤差 ≯±0.01mm/m工作面不平度 ≯0.003mm（-）凈重 1.95

kg

四、使用方法 1、測量時將水平儀穩置在被測件表面上(兩者均需擦拭干凈)，等氣泡景象完

全符合后可進行讀數。讀數時毫米值從刻度板讀得，忽米值從刻度盤讀得，二部分之和即為

讀數。。 讀數的正負由圓刻度盤的旋向決定(在圓刻度盤上已有“+”“-”標記)。 例1：橫刻度

游標位置在0以下的0～1之間，圓刻度盤的刻線對準5。這時從橫刻度讀得毫米值為0，從圓

刻度盤讀得忽米值為5。由于是向“+”向旋得的，因此讀數為0+0.05=0.005mm/m，即被測工

件在旋紐端高0.05mm/m。 例2：橫刻度游標位置在0以上的1～2之間，圓刻度盤的刻線對

準20。這時從橫刻度讀得毫米值為1，從圓刻度盤讀得忽米值為80（因此時圓刻度盤旋轉方

向與數字排列方向相反，因此實際忽米值為100-20=80）。由于是向“-”向旋得的，因此讀數

為-（1+0.80）=-1.80mm/m，即被測工件在旋紐端低1.80mm/m。2、水平儀上所標志的示

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值是以一米為基長的傾斜值，如需測量長度為L的實際傾斜值，則可通過下式進行計算：實

際傾斜值=刻度示值*L*讀數值（以忽米為單位的讀數值） 例如：刻度示值為0.01mm/m，L

=166mm，讀數值為5。則：實際傾斜值=0.01

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∕1000*165*5=0.0083mm又如：刻度示值是0.01mm/m， L=165mm，讀數值為-180。則：

實際傾斜值=0.01/1000*165*（-180）=-0.299mm3、在檢定或使用中如發現水平儀的示值

超差且成線形變化時，則應重新調整杠桿比。如發現水平儀的零位超差，則應重新調整刻度

或水準座支承螺釘。此兩項工作應由計量檢定部門進行。 基本參數 規格 長X寬X高

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

光學合象水平儀的使用方法及工作原理

光學合象水平儀，廣范應用天精密機械中，測量工件的平面度、直線度和找正安裝設備的正確位置。

1、

合象水平儀的結構和工作原理

合像水平儀主要由測微螺桿、杠桿系統、水準器、光學合象棱鏡和具有V型工作平面的底座等組成，

如下圖所示。

2、水準器安裝在杠桿架的底板上，它的水平位置用微分盤旋鈕通過測微螺桿與杠桿系統進行調整。水

準器內的氣泡圓弧，分別用三個不同方向位置的棱鏡反射至觀察窗，分成兩個半像，利用光學原理把氣

泡像復合放大（放大5倍），提高讀數精度，并通過杠桿機構提高讀數的靈敏度和增大測量范圍。

3、當水平儀處于水平位置時，氣A與B組合，見圖（3）。當水平儀傾斜時，氣泡A與B不重合，見圖

（4）

4、測微螺桿的螺距0.5mm,微分盤刻線分為100等分。微分盤轉過一格，測微螺桿上螺母軸向移動

0.005mm.

5、使用方法

將水平儀放在工件的被測表面上，眼睛看窗口1，手轉動微分盤，直至兩個氣泡重合時進行讀數，讀數

時，從窗口4讀出毫米數，從微分盤上讀出刻度數。

光學合象水平儀

（1）

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（2）

光學合象水平儀結構

例：分度值為0.01mm/1000mm的光學合像水平儀微分盤上的每一格刻度表示在1m長度上，兩端的高

度差為0.01mm。測量時，如果從窗口讀出的數值為1mm,微分盤上的刻度數為16，這次測量的讀數就是

1.16mm，即被測工件表面的傾斜度，在1m長度上的高度差為1.16mm.如果工件的長度小城或大于1m

時，可按正比方法計算；1m長度上的高度差×工件長度。

6、使用特點

1）

測量工件被測表面誤差大或傾斜程度大時，作為框式水平儀，氣泡就會移至極限位置而無法測量，

光學合像水平儀就沒有一弊病。

2）

環境溫度變化對測量精度有較大的影響，所以使用時應盡量避免工件和水平儀受熱。

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