光学合像水平仪.doc
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图2-5一16光学合像水平仪外观形状
光学合像水平仪已被广泛应用于精密机械工业中，它用比较法和绝对测量法检验工件表面的平面度、直线度和设备安装位置的准确度，同时还可以测量工件的微小倾角.
光学合像水平仪的外观形状见图2-5-16，其工作原理示意图见图2-5-17.在图2-5-17中，光学合像水平仪内的玻璃管10，安装在杠杆架9特制的底板上，它的水平位置可以用旋钮2通过丝杆螺母和杠杆系统进行调整.
玻璃管内的气泡两端圆弧，分别用三个不同方位上的棱镜反射至观察窗口1内的圆形镜框内，分成两个半合像（气泡A和B）.
当水平仪不在水平位置时，气泡A、B就不重合，见图2-5-17（b）：在水平位置时，气泡A、B就重合，见图2-5-17（c）.
图2一5一17光学合像水平仪工作原理示意图
使用时，将水平仪放在被测工件上，眼睛看观察窗口1，用手转动旋钮，直到两半气泡A、B重合为止.这时先从窗口4中看出尺寸（一般是零）然后再看刻度盘3上刻度的格数.例如窗口4中所指的刻线是1mm（每格代表1000mm处的高度差为1mm），刻度盘上的格数是12格（每格代表1000mm处的高度差为0.01mm），那么它的读数就是1.12mm/1000mm.如果工件的长度是500mm，那么在500mm处的高度差是1.12/2=0.56mm.
光学合像水平仪的最大特点是使用范围大.但必须注意，这种水平仪精度较高，温度变化对它的影响很大，因此在使用时尽量避免受热.
第七章水平仪
水平仪是测量角度变化的一种常用量具，主要用于测量机件相互位置的水平位置和设备安装时的平面度、直线度和垂直度，也可测量零件的微小倾角.
常用的水平仪有条式水平仪、框式水平仪和数字式光学合象水平仪等.
一条式水平仪
水平仪由作为工作平面的V型底平面和与工 图7-1是钳工常用的条式水平仪.条式作平面平行的水准器（俗称气泡）两部分组成.工作平面的平直度和水准器与工作平面的平行度都做得很精确.当水平仪的底平面放在准确的水平位置时，水准器内的气泡正好在中间位置（即水平位置）.在水准器玻璃管内气泡两端刻线为零线的两边，刻有不 少于8格的刻度，刻线间距为2mm.当水平
图7-1条式水平仪
仪的底平面与水平位置有微小的差别时，也就是水平仪底平面两端有高低时，水准器内的气泡由于地心引力的作用总是往水准器的最高一侧移动，这就是水平仪的使用原理.两端高低相差不多时，气泡移动也不多，两端高低相差较大时，气泡移动也较大，在水准器的刻度上就可读出两端高低的差值. 20XE 机械制图网
表7-1水平仪的规格
表7-1 水平仪的规格
品种 长 外形尺寸（nmn） 阔 高 组别 分度值 (nn/n)100 25~35 100框式 200 150 30~40 35~40 150 200 I 0.02250 40~50 250300 300 0.03~0.05150 100 35~40 30~35 35~40 35~45条式 200250 300 40~45 40~50 m 0.06~0.15
条式水平仪的规格见表7-1.条式水平仪分度值的说明，如分度值0.03mn/m，即表示气泡移动一格时，被测量长度为1n的两端上，高低相差0.03mm.再如，用200m长，分度值为0.05mm/n的水平仪，测量400mm长的平面的水平度.先把水平仪放在平面的左侧，此时若气泡向右移动二格，再把水平仪放在平面的右侧，此时若气泡向左移动三格，则说明这个平面是中间高两侧低的凸平面.中间高出多少毫米呢？从左侧看中间比左端高二格，即在被测量长度为1n时，中间高2X0.05=0.10mm，现实际测量长度为200mm，是1n的，所以，实际上中间比左端高0.10×=0.02mm.从右侧看：中为200mm，是1n的，所以，实际上中间比右端高0.15×=0.03mn.由此可知，中间 间比右端高三格，即在被测量长度为1n时，中间高3×0.05=0.15mm，现实际测量长度比左端高0.02m，中间比右端高0.03nn，则中间比两端高出的数机械制图网2=0.025mm. LOAIXAE
二框式水平仪
图7-2是常用的框式水平仪，主要由框架1和弧形玻璃管主水准器2、调整水准3
组成.利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度的变化.
框架的测量面有平面和V形槽，V形槽便于在圆柱面上测量.弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚（或酒精），并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管 内的最高处.若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离（格数），直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差.
水平仪工作原理（图7-3），精度为0.02nn/1000mm的水平仪玻璃管，曲率半径R=103132m，当平面在1000mm长度中倾斜0.02mm，则倾斜角9为：
0=4"水准泡转过的角度应与平面转过的角度相等，则水准泡移动的距离（1格）为：
水平仪的读数方法有直接读数法和平均读数法两种.
图7-2框式水平仪
1-框架2-主水准卷3-调整水准
图7-3格式
1)直接读数法以气泡两端的长刻线作为零线，气泡相对零线移动格数作为读数，这种读数方法最为常用，见图7-4.
图7-4直接读数法 ()
图7-4a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7-4b表示水平仪逆时针方向倾斜，气泡向右移动，图示位置读数为“2”；图7-4c表示水平仪 顺时针方向倾斜，气泡向左移动，图示位置读数为“-3”.
2）平均读数法由于环境温度变化较大，使气泡变长或缩短，引起读数误差而影响测量的正确性，可采用平均读数法，以消除读数误差.
平均读数法读数是分别从两条长刻线起，向气泡移动方向读至气泡端点止，然后取这两个读数的平均值作为这次测量的读数值.
左边长刻线起，向左读数“-3”；从右边长刻线起，向左读数“一2”.职这两个读数的 图7-5a表示，由于环境温度较高，气泡变长，测量位置使气泡左移.读数时，从平均值，作为这次测量的读数值：
图7-5平均读数法
方法，读数分别为“2”和“1”，则测量的读数值是： 图7-5b表示，由于环境温度较低，气泡缩短，测量位置使气泡右移，按上述读数
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