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水平仪及使用方法

作者: 发布时间:2022-06-08 点击:121

1.条式水平仪

条状水平仪由V型底面和平行于工作平面的水平仪(通常称为气泡)组成。工作平面的平直度和水平仪与工作平面的平行度都非常准确。当水平仪器的底部平面处于准确的水平位置时,水平仪器中的气泡就在中间位置(即水平位置)。在水平仪器玻璃管中,气泡的两端为零线的两侧,刻有不少于8个网格的刻度,刻线间距为2mm。当水平仪器的底部平面与水平位置差异较小时,即当水平仪器底部平面的两端有高、低时,由于重力的作用,水平仪器中的气泡总是移动到水平仪器的侧,这是水平仪器的使用原理。当两端相似时,气泡移动不多,当两端相差较大时,气泡移动也很大,在水平仪的刻度上可以读出两端之间的差异。条状水平仪的规格见表7-1。条形水平仪分度值的描述,如分度值0.03mm/m,意味着当气泡移动一个网格时,测量长度为1m的两端之间的高差为0.03mm。再比如,用200毫米长、分度值为0.05毫米/mm的水平仪测量400毫米长的平面的水平度。首先将水平仪放在平面的左侧。这时,如果气泡向右移动两个网格,然后将水平仪放在平面的右侧。这时,如果气泡向左移动三个网格,就意味着这个平面是中高两侧的凸面。中间比左边高多少毫米?从左边看,中间比左边高两个网格,即测量长度为1m时,中间高2×0.05=0.10mm,实际测量长度为200mm,为1mm,所以中间比左边高0.10×=0.02mm。从右边看:中间比右端高三格,即测量长度为1m时,中间高3×0.05=0.15mm,实际测量长度为200mm,为1mm,因此,实际上中间比右端高0.15×=0.0.03mm。因此,中间比左端高0.02mm,中间比右端高0.03mm,中间比右端高0.02+0.03mm,中间比右端高0.0202mm,中间比右端高0.003mmm,中间比右端高0.003mmm,中间比右端高。

图1

二、框式水平仪。

常用的框架水平仪主要由框架1和弧形玻璃管主水准器2组成。调整水准3。测量被测部位角度的变化是通过水平仪上水准气泡的运动来测量的。

框式水平仪。

1-框架2-主水准器3-调整水准。

框架的测量表面有平面和V形凹槽,便于在圆柱面上测量。弧形玻璃管表面有刻线,内部装有乙醚(或酒精),并有水平气泡。水平气泡始终保持在玻璃管的位置。如果水平仪倾斜一个角度,气泡将向左或向右移动。根据移动距离(网格数),可以直接或通过计算了解被测工件的线性、平面度或垂直度误差。

水平仪工作原理(图3),水平仪玻璃管精度为0.02mm/1000mm,曲率半径R=10312mm,当平面长度为1000mm时,倾斜角为:

水准气泡转动的角度应等于平面转动的角度,那么水准气泡移动的距离(1格)为:

框式水平仪工作原理。

直接读数法和平均读数法有两种读数法。

1)直接读数法以气泡两端的长刻线为零线,气泡相对于零线的移动格数为读数。

a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4b表示水平仪逆时针倾斜,气泡向右移动,图中位置读数为+2;图7-4c表示水平仪顺时针倾斜,气泡向左移动,图中位置读数为-3。

2)由于环境温度变化较大,气泡变长或缩短,导致读数误差,影响测量的正确性,因此可以采用平均读数法来消除读数误差。平均读数法从两条长刻线开始,向气泡移动方向读取气泡端点,然后取两个读数的平均值作为此测量的读数。

由于环境温度较高,气泡变长,测量位置使气泡向左移动。读数时,从左边的长刻线开始,向左读-3;从右边的长刻线开始,向左读-2。以这两个读数的平均值作为本次测量的读数值:

平均读数法。

,由于环境温度较低,气泡缩短,测量位置使气泡向右移动。根据上述读数法,读数分别为+2和+1

使用框架水平仪:

1.框架水平仪的两个V形测量表面是测量精度的基准,在测量过程中不能接触或摩擦工作的粗糙表面。放置时必须小心,避免因测量表面划而损坏水平仪器,造成不必要的测量误差。

2当使用框架水平仪测量工件的垂直表面时,不能握住与辅助侧相对的部分,而是用力将压力推到工件的垂直平面上,由于水平仪的力变形,会影响测量的准确性。正确的测量方法是保持辅助测量表面的内部,使水平仪器稳定。垂直(调整气泡位于中间位置)粘贴在工件的垂直平面上,然后读取气泡从纵向水平移动的网格数。

3使用水平仪时,确保水平仪的工作面和工件表面清洁,防止污垢影响测量的准确性。测量水平面时,应在相反方向调整水平仪,然后在同一测量位置进行测量。移动水平仪时,水平仪的工作面不得与工件表面摩擦,应提起放置。

正确错误

当测量长度较大的工件时,可以将工件平均分成几个尺寸段,采用分段测量的方法,然后根据每个段的测量读数绘制误差坐标图,以确定其误差的网格数。

三、光学合像水平仪。

光学合像水平仪广泛应用于精密机械中,测量工件的平整度。直线度和找正安装设备的正确位置。

结构及工作原理:

合像水平仪主要由测微螺杆、杠杆系统、水准器、光学合影棱镜、V型工作平面底座等组成。

数字光学合像水平仪。

1.4-窗口;2-微分盘旋钮;3-微分盘;5-水平仪底座;6-玻璃管;7-放大镜;8-合成棱镜;9.11-弹簧;10-杠杆架;12-指针;13-测微螺杆。

水平装置安装在杠杆框架的底板上,通过测微螺钉和杠杆系统调整水平位置。水平装置中的气泡弧用三个不同方向的棱镜反射到观察窗口,分为两个半图像。利用光学原理(放大5倍)放大气泡图像,提高读数精度,提高读数灵敏度,通过杠杆机构增加测量范围。当水平仪器处于水平位置时,气泡A和B重合,如图7c所示。当水平仪器倾斜时,气泡A和B不重合,如图7d所示。

测微螺杆的螺距P=0.5mm,微分盘刻线分为100等分。微分盘转过格,测微螺杆上的螺母轴向移动0.005mm。

使用方法

将水平仪放在工件的测量表面,看窗口1,手转动微分盘,直到两个半气泡重合。读数时,从窗口4读出毫米数,从微分盘读出刻度数。

例如:光学合像水平仪微分盘上的每个刻度,分度值为0.01mm/1000mm,表示为1mm长度,两端高度差为0.01mm。测量时,如果从窗口读出的值为1mm,微分盘上的刻度为16,则此测量的读数为1.16mm,即被测工件表面的倾斜度,1m长度上的高差为1.16mm。如果工件长度小于或大于1m,可以用正比法计算:1m长度上的高差×工件长度。

6使用特点

1)当测量工件的测量表面误差较大或倾斜度较大时,使用框架水平仪,气泡将移动到极限位置,无法测量。光合图像水平仪具有这一缺点。

2)环境温度的变化对测量精度有很大的影响,因此在使用时应尽量避免工件和水平仪的加热。

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