水平仪的构造和工作原理是什么？

答：水平仪是利用液体中的气泡向高处移动的原理，指示平面高度差值的一种常用量仪。水平仪主要用于测量零件上的水平或垂直要素角度变化数值。

水平仪构造形式多种多样，如图214所示。生产中常用的有钳工水平仪（图214a）、框式水平仪（图214b）和合像水平仪（图214c）等。

钳工水平仪和框式水平仪构造比较简单，都是由水平仪体和装在体内的水准泡构成。通常都装有主水准泡和横向水准泡，前者用于指示水平面内的被测要素角度差，其测量精度较高；后者是用于检测时调整水平仪的横向放置位置，以保持测量精度，但其本身精度较低。

图214 水平仪

水准泡是一个封闭的玻璃管，内装有乙醚（或酒精），管内留有稀薄的空气。管的外壁至少刻有八条间距为2mm的刻线。水平仪无论放在什么位置，气泡总是向水准的最高处移动，移动的数值可从玻璃管上的刻线读出。根据测量精度不同，水平仪的分度值可为0.02～0.05mm/m。如分度值为0.02mm/m，表示气泡每移动一格，在被测长度1m的两端高度差为0.02mm（即倾斜角为4″）。

钳工水平仪为一简单的长方形箱体，因此只能用于测量水平方向上的角度差值。框式水平仪则为相邻两平面具有很高垂直度精度的立体框架，其不仅能测量水平面，还可用于测量垂直面的角度差值。(https://www.xing528.com)

合像水平仪的构造比较复杂，如图215所示，主要由底板1、壳体4以及装在内部的水准架7、杠杆2、棱镜6和放大镜5等构成。

水准架7上的水准泡可通过放大镜5观察到，通过测微螺杆9可改变它的位置。使用时，将合像水平仪放在被测表面上，从放大镜中观察气泡的像位，开始时出现如图215a所示位置。旋转上方的旋钮来转动测微螺杆，使气泡影像逐渐重合，直至图215b所示位置。此时便可读数：先从放大镜10处读取mm/m的整数值，再由测微螺杆旋钮处读取mm/m的小数值。合像水平仪采用光学系统读数，提高其读数精度，其分度值为0.01mm/m，其上设有测微螺旋副机构，使测量范围大大超过钳工水平仪和框式水平仪，可达±10mm范围。

图215 合像水平仪

1—底板 2—杠杆 3—支点 4—壳体 5、10—放大镜 6—棱镜 7—水准架 8—度盘 9—测微螺杆

水平仪用于检测较大零件的形状误差（如导轨表面的直线度误差、平板表面的平面度误差等）和方向误差。