常用量仪使用方法和注意事项

（一）百分表的使用方法和注意事项

1）如图2-37所示，使用百分表时一般装在专用的表架上，它在表架上的上下、前后位置均可调节。表架可放置在某一平整的位置上或依靠磁性座吸附在某一相对位置上，夹持百分表对零部件的几何精度或位置误差进行测量。

2）在使用百分表进行测量之前，擦拭干净测量杆、测头和表盘等。

3）使用前，应检查测量杆活动的灵活性。轻轻推动测量杆时，测量杆在套筒内的移动要灵活，没有任何卡滞现象，每次手松开后，指针能回到原来的刻度位置（和游标卡尺校零位相似）。

4）如图2-38所示测量时，表座必须吸牢，所有杠杆必须上紧、无晃动；表头尽量竖直测量，表针必须垂直被测表面。

5）当用百分表测量轴有关精度（如圆度、圆柱度、轴弯曲度等误差）时，百分表位置应按图2-39所示放置。测量杆要垂直轴线，其中心通过轴心。

图2-37 百分表的装夹

图2-38 百分表测量时的调整

图2-39 用百分表检测轴几何精度时的安放要求

6）为了在测量时能够读出负值，应预留0.3～1mm的压缩量（有时也将小表针调到量程中间位置）。为方便读数，在测量前一般都转动活动表圈，让大表针指到刻度盘的零位。

7）不要使表头突然撞到工件上，也不要用百分表测量表面粗糙度值较大或有显著凹凸不平的工件。

8）测量时，不要使测量杆的行程超过它的测量范围，即在测量过程中测量杆升降范围不能过大。

（二）水平仪的使用方法及注意事项

1.普通水平仪误差的检验

由于长期使用水平仪易产生误差，使气泡指示的水平不准确，因此在使用前应对其进行水平仪精度值校验。

方法一：将一读数精度为0.02mm/m的水平仪放在1m的长平尺上。在右端垫起0.02mm，平尺便倾斜一个角度，此时，水准器气泡移动距离正好为一个刻度，这表明此水平仪是精确的。

方法二：在精密平台上放上水平仪，并将其所放位置前后左右定死，观察其格值，然后原地旋转180°，还放到原来的定死位置上，再观察其格值。如两次格值一样且偏移方向相同，则说明水平仪没有误差；反之有误差，在测量时应加以注意和消除（其消除方法见水平偏差的测量）。

2.导轨或安装基面水平偏差（扬度）的测量

（1）水平仪误差的消除

1）水平仪直接放置于导轨。在用水平仪测量导轨的水平度时，为了消除水平仪自身的误差，应在第一次测量后，将水平仪原位调头180°再测一次，取两次格数的平均值，即为水平仪无误差时气泡偏移的实际格数。

2）水平仪放置于平尺上测量。若在平尺上测量安装基面水平，则需将平尺与水平仪一起同时在原位调头测量，共读数两次，两次读数的平均值即为安装基面的水平偏差值。

对于没有误差的水平仪，则水平仪可不用调头。但若用平尺，则平尺还需调头一次。

（2）水平偏差的计算 水平度H，即被测基面水平实际偏差量为

H=气泡整体偏离的实际格数×水平仪精度值×被测基面长度 （2-1）

如图2-40所示，如用精度值为0.02mm/m的水平仪测量安装基面纵向水平偏差值，安装基面长度为3500mm，气泡整体向右偏离的格数为6格，则其安装基面纵向水平偏差值为

H=（0.02/1000）×6×3500mm=0.42mm

计算结果说明，安装基面纵向右端比左端高出0.42mm。

3.导轨直线度偏差的测量

例如用底边长为200mm，精度值为0.02mm/1000mm的框式水平仪来测量一导轨的直线度偏差，导轨全长为1500mm。

图2-41所示为在水平仪下部垫上测量桥板后进行测量的图例，桥板尺通常和水平仪底座尺寸相同，也可略大于底座尺寸，如图2-41中桥板尺寸为250mm。

图2-40 水平度的测量

1—纵向左端 2—水平仪 3—水平木尺 4—纵向右端

图2-41 导轨直线度测量实例

如图2-42所示，测量时先将被测面分成若干等距测段（该例中每段长度为250mm，该例中若不垫加桥板，则每段长度为200mm）逐段测量。每测量一段，记录一次水平仪读数，然后移动至后一段进行测量，并注意每次测量位置必须互相衔接，这样才能测出反映导轨面直线度的偏差（实际形状的连续曲线）。

（1）图解法测量导轨的直线度偏差

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图2-42 等距分段测量实例

1）直线度偏差曲线的绘制。将被测段长度和测量值分别用同一比例列入直角坐标系，横坐标方向表示水平仪的测量长度，纵坐标方向表示水平仪气泡移动的格数。连接各交点，绘出导轨直线度偏差曲线，如图2-43所示。

2）导轨直线度偏差的计算。

①直线度最大偏差格数的判定。在图2-43偏差曲线的基础上，沿曲线末端首尾连接后，按最小包容原则作平行线，两平行线间的纵坐标值，即为导轨直线度最大偏差格数。图2-44中导轨直线度最大偏差格数为3格，且此导轨为中凸形。

图2-43 导轨直线度偏差曲线的绘制

图2-44 导轨最大偏差位置的确定

②根据水平仪的精度值和被测量长度，计算导轨的直线度最大偏差值为

Δ=n·i·l （2-2）

式中，Δ为导轨直线度最大偏差值；n为导轨直线度最大偏差格数；i为水平仪精度等级；l为测量段长度。

图2-4中导轨直线度最大偏差值为

Δ=n·i·l=3×（0.02/1000）×250mm=0.015mm

（2）导轨直线度偏差的计算法 计算法求导轨直线度偏差的实质仍是以图解法为依据，用一条近似的折线代替导轨表面的实际曲线。根据几何关系作一次坐标转换，算出折线上各顶点相对于导轨两端点连线的纵坐标值，即将图解法所得的运动曲线再经过一次坐标转换得来。

上例中若采用计算法求该导轨的直线度偏差，其步骤见表2-3。

表2-3 各测点坐标累积与转换量

从表2-3“累积值-坐标转换量”中找出绝对值最大的数值，此数值即为导轨直线度最大偏差格数，然后代入公式计算出导轨最大直线度偏差值。

Δ=n·i·l=3×（0.02/1000）×250mm=0.015mm

从图2-44可看出图解法与计算法测量结果的区别：图解法的首尾点不在水平位置，也就是说被测面两端不在水平面上；计算法所绘曲线的首尾在水平面上（即在x轴上），它与图解法相比就是通过计算转换将被测面的尾点放到了水平面上。

4.水平偏差较大的被测面的测量（普通水平仪测量中垫塞尺的计算）

在图2-40所示用框式水平仪测量安装基面的水平（扬度）误差的实例中，若安装基面倾斜度偏差太大，水平仪气泡超出刻线之外（由于水平仪每侧格线只有8格，也就是说它只能测出1m处偏离水平的高度为16×10^-2mm），无法正常读数时，应先判断低端，然后在水平仪低端一侧垫上塞尺或垫片，初步找正，待水平仪气泡回到刻线读数范围以内后进行读数（此格数设为A₁），最后将塞尺或垫片厚度折算为气泡格数（此格数设为A₂），将两次读出的格数相加（A=A₁+A₂）后，通过前述计算公式算出安装面两端高度差。其具体步骤如下：

（1）判断高低端 将水平仪（或加上垫板）放置于安装基面之后，分别以一角为支承，轻微倾斜水平仪，从气泡移动方向判断高低端。

（2）垫上塞尺后，判断结果 假设被测面右高。将塞尺垫在水平仪底面左端，这时则会出现两种情况：

第一种情况：水平仪读数结果表明还是右高，说明所垫塞尺小于原来被测面的实际水平偏差，则实际水平偏差=塞尺厚度+测量所得水平偏差值。

第二种情况：水平仪读数结果表明是左高，说明所垫塞尺大于原来被测面的实际水平偏差，则实际水平偏差=塞尺厚度-测量所得水平偏差值。

（3）实际水平偏差的测定 在图2-40所示用框式水平仪测量安装基面水平偏差（扬度）的实例中，假设经过判断后，安装基面的右端高，左端低，但由于倾斜量过大，水平仪无法显示其误差格数。用塞尺经过试垫，确定所垫塞尺片厚度为0.12mm，此时水平仪气泡向右整体移动的格数A₁为6格。根据前述，精度为0.02mm/m、规格为200mm×200mm的水平仪，气泡每移动一格，水平仪两端高度差为0.004mm。现塞尺片厚度为0.12mm，折算为水平仪气泡移动的格数值A₂=0.12mm/0.004mm格=30格。两次叠加累计的格数值A为36格，则安装面纵向水平偏差（扬度）值为

H=（0.02/1000）×36×3500mm=2.52mm

计算结果表明，槽钢安装基面纵向右端比左端高出2.52mm。

测量完毕后，可通过在安装槽钢两端加垫片的方式进行调整。

5.水平仪的使用注意事项

1）使用水平仪时动作要稳、避免振动；水平仪如需滑动，应在其测量面垫一条形滑块，以防磨损水平仪测量面。

2）保证水平仪测量面与垫铁、被测面充分接触，被测面如有锈蚀、脏物，应立即清除。必要时可用细砂布，将被测面抛光，使用完后注意防锈。

3）观察水平仪的格数时，视线要垂直于水平仪观察面。

4）若要移动水平仪时，只能拿起再放下，不许拖动，以免磨伤水平仪底面。

5）水平仪使用前应检查是否存在读数误差，若存在误差，应采取必要的方法加以消除。

6）使用时，将水平仪安置在被测量工作面上，必须待气泡完全静止后方可读数。

7）测量时，若要移动水平仪，只能轻拿起再轻放下，放正放平，不许在设备被测量表面上将水平仪拖来拖去，以免磨损水平仪的工作表面；在检查设备立面的垂直面时，应用力均匀地紧靠在设备的立面上。

8）水平仪从低温处拿到高温处时，不得立即使用，也不得在强烈灯光或日光照射下使用。用完后，要用干净布擦净，并在工作面上涂上一层防锈油，放入盒内注意保存。