什么是水平儀水平儀的特點(diǎn)
水平儀是一種測量小角度的常用量具。在機(jī)械行業(yè)和儀表制造中，用于測量相對于水平位置的傾斜角、機(jī)床類設(shè)備導(dǎo)軌的平面度和直線度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等。下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來告訴你什么是水平儀吧。
水平儀的特點(diǎn)及分類
特點(diǎn)
水平儀是一種測量小角度的常用量具。在機(jī)械行業(yè)和儀表制造中,用于測量相對于水平位置的傾斜角、機(jī)床類設(shè)備導(dǎo)軌的平面度和直線度、設(shè)備安裝的水平位置和垂直位置等。按水平儀的外形不同可分為：框式水平儀和尺式水平儀兩種;按水準(zhǔn)器的固定方式又可分為：可調(diào)式水平儀和不可調(diào)式水平儀。
水平儀主要應(yīng)用于檢驗(yàn)各種機(jī)床及其它類型設(shè)備導(dǎo)軌的直線度和設(shè)備安裝的水平位置，垂直位置。它也能應(yīng)用于小角度的測量和帶有V 型槽的工作面，還可測量圓柱工件的安裝平行度，以及安裝的水平位置和垂直位置。
主要類型
氣泡水平儀系檢驗(yàn)機(jī)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，其外形系用高級(jí)鋼料制造架座，經(jīng)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(nèi)充滿醚或酒精，并留有一小氣泡，它在管中永遠(yuǎn)位于最高點(diǎn)。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常，工廠安裝機(jī)器時(shí)，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(guī)格，即是將水平儀置于 1 m 長的直規(guī)或平板之上，當(dāng)其中一端點(diǎn)有靈敏度指示大小的差異時(shí)，如靈敏度為0.01 mm/m，即是表示直規(guī)或平板的兩端點(diǎn)有0.01 mm的高低差異 ( 相當(dāng)于兩端點(diǎn)相差2秒 )，當(dāng)1 m長的有h mm高度差時(shí)，氣泡會(huì)一個(gè)刻度的差異。氣泡水平儀的原理是利用氣泡在玻璃管內(nèi)，氣泡可經(jīng)常保持在最高位置的特性
對于一定的傾斜角 ，而欲使氣泡的移動(dòng)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(shí)，相當(dāng)1 m的兩端點(diǎn)相差2秒。即是氣泡管半徑為206.185公尺，裝置在框架內(nèi)，不同靈敏度即有不同半徑，而與框架長短并無直接關(guān)系。
使用水平儀應(yīng)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(zhuǎn)置于同一位置 ，再讀取其刻度大小，若讀數(shù)相同，即表示水平儀底座與氣泡管相互間的關(guān)系是正確的。否則，需用微調(diào)螺絲調(diào)整直到讀數(shù)完全相同，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(shí)，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(tǒng)水泡式傾角的替代品，更多的應(yīng)用在道路工程，機(jī)械測量，建筑工程，工業(yè)平臺(tái)，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(zhì)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(zhì)量比較好的高精度水平儀如：SOLA,BOSCH,ECONNS,EPOCH,RISUX。國內(nèi)知名品牌有：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(jī)，如NC車床、銑床、切削加工機(jī)、三次元量床等床面，其靈敏度非常高，若以測量時(shí)可左右偏移25刻度計(jì)算，測量工件只在一定的傾斜范圍內(nèi)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(jù)測量方向不同還可分為一維和二維電子水平儀.
電感式原理：當(dāng)水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時(shí)，其內(nèi)部擺錘因移動(dòng)所造成感應(yīng)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(xì)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(shè)有電極且間隙相同時(shí)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(chǎn)生電容不同，形成角度的差異。
水平儀的工作原理
水平儀的水準(zhǔn)管是由玻璃制成，水準(zhǔn)管內(nèi)壁是一個(gè)具有一定曲率半徑的曲面，管內(nèi)裝有液體，當(dāng)水平儀發(fā)生傾斜時(shí)，水準(zhǔn)管中氣泡就向水平儀升高的一端移動(dòng)，從而確定水平面的位置。水準(zhǔn)管內(nèi)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(zhǔn)管曲率半徑?jīng)Q定了水平儀的精度。 水平儀主要用于檢驗(yàn)各種機(jī)床和工件的平面度、直線度、垂直度及設(shè)備安裝的水平位置等。特別是在測垂直度時(shí)，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(dòng)強(qiáng)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(cè)面長度均為2000mm的直角形結(jié)構(gòu)，精度一般為(0.02-0.025)mm/m，若用戶有特殊要求，可單獨(dú)定制。 水平儀調(diào)零結(jié)構(gòu)有獨(dú)特之處，較常規(guī)結(jié)構(gòu)相比：1.調(diào)零容易。2.調(diào)整后，零位不易變動(dòng)。如圖1所示。水平儀底V型槽面繞芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)5時(shí)，若氣泡移動(dòng)，可通過調(diào)整螺釘2來達(dá)到要求，該項(xiàng)在出廠時(shí)已調(diào)整好，一般不變。
水平儀的結(jié)構(gòu)根據(jù)分類不同而有所區(qū)別?？蚴剿絻x一般由水平儀主體、橫向水準(zhǔn)器、絕熱手把、主水準(zhǔn)器、蓋板和零位調(diào)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(zhǔn)器和零位調(diào)整裝置等零部件構(gòu)成。
水平儀是以水準(zhǔn)器作為測量和讀數(shù)元件的一種量具。水準(zhǔn)器是一個(gè)密封的玻璃管，內(nèi)表面的縱斷面為具有一定曲率半徑的圓弧面。水準(zhǔn)器的玻璃管內(nèi)裝有粘滯系數(shù)較小的液體，如酒精、乙醚及其混合體等,沒有液體的部分通常叫作水準(zhǔn)氣泡。玻璃管內(nèi)表面縱斷面的曲率半徑與分度值之間存在著一定的關(guān)系,根據(jù)這一關(guān)系即可測出被測平面的傾斜度。
水平儀的檢驗(yàn)
水平儀的檢驗(yàn)必須按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。檢驗(yàn)室內(nèi)的溫度應(yīng)為20±2℃,檢驗(yàn)應(yīng)在堅(jiān)固無振動(dòng)影響、并遠(yuǎn)離熱源的條件下進(jìn)行。檢驗(yàn)前,必須將水平儀的各部件擦洗干凈,然后將水平儀置于檢驗(yàn)室內(nèi)金屬平板上,同溫時(shí)間不得少于3h。
外觀檢驗(yàn)
對新出廠的水平儀,工作面應(yīng)平整、光滑且不應(yīng)有砂眼、氣孔、碰傷、劃痕、銹蝕等缺陷。非工作面上不允許有脫漆、生銹和明顯的缺陷。水準(zhǔn)器應(yīng)清潔透明,其刻線應(yīng)清晰、均勻,不應(yīng)有脫色現(xiàn)象,刻線應(yīng)與水準(zhǔn)器軸線相垂直。在水平儀非工作面上,應(yīng)標(biāo)有制造廠廠名、出廠編號(hào)和分度值。
各部分相互作用
主水準(zhǔn)器安裝應(yīng)牢固，零位調(diào)節(jié)裝置應(yīng)保證使用方便、可靠。氣泡移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn),不應(yīng)有目力可見的跳動(dòng)或停滯現(xiàn)象。當(dāng)室溫為20℃時(shí),，氣泡長度應(yīng)等于兩條長刻度線之間的距離,其偏差對分度為0.02～0.05mm/m者不應(yīng)超過±1格;對分度為0.06～0.10mm/m者不應(yīng)超過±0.5格。 氣泡的移動(dòng)平穩(wěn)性和氣泡的長度,應(yīng)在水平儀檢定儀上進(jìn)行檢驗(yàn)。
工作面的平面度
水平儀工作面不允許有凸起現(xiàn)象，其平面度應(yīng)符合表6—10—54的規(guī)定。 工作面長度 150～200 250～300 ，平面度偏差 <0.003 <0.005，對磨制和研磨的工作面,其平面度用尺寸不小于被檢面長度的零級(jí)刀口尺,以光隙法進(jìn)行檢定,這一檢定工作應(yīng)在工作面的縱向、橫向和對角線的方向的幾個(gè)位置上進(jìn)行。以看到的最大間隙為該表面的平面度偏差。在估計(jì)間隙大小時(shí),可由量塊組成的標(biāo)準(zhǔn)間隙進(jìn)行比較。
對刮制工作面的平面度,用零級(jí)平板以涂色法進(jìn)行檢定。在邊長為25mm正方形面積內(nèi)的斑點(diǎn)數(shù),對于分度值為0.02～0.05mm/m的水平儀不應(yīng)少于25點(diǎn)，對于分度值為0.06～0.10mm/m的水平儀不應(yīng)少于20點(diǎn),斑點(diǎn)分布應(yīng)均勻。
V形工作面的直線度,用檢定心軸以涂色法進(jìn)行檢定。把涂有紅鉛粉的心軸放在V形面上轉(zhuǎn)動(dòng),在V形面上看到的接觸線,不允許有超過10mm的間斷。
零位檢驗(yàn)
氣泡對中間位置的偏移，不應(yīng)超過分度值的1/4。對于水平儀下工作面零位的檢驗(yàn)可在零級(jí)平板上進(jìn)行,也可以在水平儀檢定儀上進(jìn)行;對于水平儀的下V形工作面的零位檢驗(yàn)，應(yīng)在專用工具上進(jìn)行;對于框式水平儀的上平面工作面，上V形工作面，側(cè)平面工作面和側(cè)V形工作面的零位，也應(yīng)在專用工具上進(jìn)行。
水平儀的零位穩(wěn)定性，要求在檢定下工作面零位合格后，相隔4h，再次對零位進(jìn)行一次檢定，其變化仍不得超過零位偏差的允許范圍。
誤差的檢定
應(yīng)在水平儀檢定儀上進(jìn)行。實(shí)測平均角值與公稱角值之差，不應(yīng)超過公稱角值的10%。分度值的不均勻性，不應(yīng)超過分度值的20%。即相鄰讀數(shù)差都在0.8～1.2格范圍內(nèi)。 水平儀分度值誤差的檢定,應(yīng)在氣泡的左右兩個(gè)刻度上進(jìn)行。為消除水平儀檢定儀微動(dòng)螺釘死程的影響，微動(dòng)螺釘應(yīng)按一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
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