条式水平仪检定规程 水平仪怎么使用
不负众望意思-暗箭伤人
2023年3月3日发(作者：我想变成一棵树)奔欲泼芋 茂攻寝 刁《：乎 和簪式 乎我 丘磅使用方蘑
浅议框式水平仪和条式水平仪的正确使用方法
Ｂｒｉｅｆ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｒｏｐｅｒ Ｕｓｅ ｏｆ Ｆｒａｍｅ ａｎｄ Ｓｈａｆｔ Ｌｅｖｅｌｓ
郝欣波 葛安宁
（山东省日照市计量测试所，山东日照２７６８６）
摘要：框式水平仪和条式水平仪在工矿企业和科研院所中应用非常广泛。水平仪测量直线度时如果不熟悉水平仪的使用就可能导致错误的结论，
反映不出直线度的真实情况。
关键词：测量；直线度
１框式水平仪和条式水平仪的介绍
１．１概述
条式水平仪可用来测量相对于水平位置的微小倾斜
角度，工作面直线度、平面度及各工作面的相互平行度。
框式水平仪包含条式水平仪的功能外，还可测量相对于
铅垂位置以及下工作面相对于水平位置的微小倾斜角
度。主要用于校正各种机床导轨表面的水平和铅垂安装
及各导轨表面相互平行度、垂直度的一种通用小角度计
量器具。
１．２工作原理
框式水平仪和条式水平仪是利用液面水平恒定的原
理以水准器直接显示角位移，主要部分是水准器，水准器
是一个密封的玻璃管，内壁研磨成一定曲率半径，曲率半
径决定水准器的精度，曲率半径越大，分辨率越高，曲率
半径越小，分辨率越低。水准器内装有粘滞度较小的液
体，酒精、乙醚及其混合体等，内留～气泡，在内表面刻有
刻度。当水平仪下工作面处于水平位置时，气泡位于两
端刻线中间，气泡液面（水平面）与下工作面平行，当不在
水平位置时，气泡液面与下工作面不平行，气泡就偏向高
的一端。
水准器曲率半径与分度值存在着一定的关系。假
设，当分度值为０．０２ｍｍ／ｍ水平仪在ｌｍ的截面上时。截
面一端相对倾斜０．０２ｒａｍ，水准器曲率半径以圆心Ｏ转
过了一个微小的角度口≈４”，气泡倾斜前如图１所示，倾
斜后如图２所示。气泡实际相对移动１格２ｍｍ，而不是
０．０２ｒａｍ，读数放大了分度值１００倍。假设刻度间隔实际
距离０．０２ｒａｍ，气泡移动量用肉眼是难以分辨的，况且灵
敏度高，也难以操作。水准泡曲率半径用公式（１）计算：
号 ）， 詈 （１）
式中：ａ一刻度间隔距离（ｍｍ）；ｙ一曲率半径（ｍｍ）；
一分度值（０．０２ｒａｍ／ｍ）
实例１，分度值０。０２ｍｍ／ｍ水平仪，当刻度间隔实际
距离为２ｍｍ时，曲率半径 按照公式（１）计算如下：
ｙ＝— 一＝ｌＯ００００ｍｍ＝ｌＯＯｍ ０
．０２／１０００
图１ 图２
１．３水平仪的读数
在读数时，必须保证气泡两端同时位于水准器的刻
度范围内，才是有效读数，在校正和测量时应注意。根据
直角三角形对边与斜边的等比的性质，水平仪的读数时，
当被测面长度变化时，线值Ｆ也随之相应变化，应根据
桥板不同跨距或被测面的长度换算成不同线值。在测量
被测面的直线度或水平度时，水准器显示的读数按照公
式（２）换算成线值
Ｆ：ＣＬ△（ｔｔｍ） （２）
式中：ｃ一仪器分度值；Ｌ一桥板跨距（测量直线度、
平面度）或被测面的长度（测量水平度）（ｒａｍ）；Ａ一读数
（格数）。
２水平仪的应用
２．１测量操作要点
（１）水平仪放置方向不可以任意改变，这样不致于造
成读数混乱。
（２）根据导轨长度选择桥板，桥板越短，水平仪每格
的线值越小，越能反映出直线度的真实性，但测量位置增
多，给测量结果带来的误差越大，桥板越长，反映不出直
线度的真实性。一般不少于８～１０个位置。
（３）桥板的移动应首尾相接，不得漏测。移动过程
中，水平仪与桥板不得有相对位移。水平仪的安置应与
测量方向一致，不得左右歪斜。
（４）水平仪的移动方向与气泡移动方向相反，工作面
呈凸形，反之，工作面呈凹形。可大致了解直线度的变化
《计量与溅试技泰》２Ｏ１８年第３７卷第２期
情况。
（５）评定直线度时，作图能比较直观的看到误差变
化。以误差曲线纵坐标方向的数值读取，不能以两包容直
线之间垂直距离读数。这是因为误差曲线不是实际轮廓
线，横坐标是按缩小比例，纵坐标是按放大比例表示的。
２．２水平度的测量
将上或下工作面零位分别校准后，工作面紧靠在被
测面上，可分别进行上或下工作面水平度的测量，读取水
准器显示的读数（格值），按照公式（２）计算，得被测面的
水平度。
实例２，分度值０．０２ｍｍ／ｍ水平仪，测量１０００ ｍｍ
导轨安装的水平度，气泡偏离零位左２格。
ａ＝ＣＬａ ＝０．０２×１０００ｘ２＝４０（ｕｍ
可得，ｌＯ００ｍｍ导轨左端比右端高４０（ｕｍ）。
２．３平行度和垂直度测量
（１）平行度测量
使用框式水平仪在测量两被测面的平行度时，对水
平仪零位不需要进行精确控制。将水平仪的测量面依次
靠在两被测面上，读取两次示值之差，根据被测面长度，
按照公式（２）换算成线值，可得两被测面的平行度。
（２）垂直度测量
将下工作面和侧工作面零位分别校准后，分别紧靠
在两个被测面上，读取两次示值之差，根据被测面长度，
按照公式（２）换算成线值，可得两被测面的垂直度。
２．４直线度测量
直线度的评定有多种方法，其中最小条件法评定直
线度误差最小，它是以包容概念和最小条件概念来处理
直线度的。最小条件法就是在误差趋势图上，过两个最
低点（最高点）作一条直线，然后过两点间的一个最高点
（最低点）作另一条直线与之平行且两平行直线距离为最
小，两平行直线之间为包容区，将数据处理求出直线度，
可作图进行分析。数据处理时图解法直观，但计算法精
确程度更高，下面只介绍按最小条件计算法求直线度。
实例３，用分度值０．０２ｍｍ／ｍ水平仪，测量ｌＯ００ｍｍ
导轨工作面的直线度，选桥板跨距：Ｌ＝ｌＯＯｍｍ。水准器
现在每格的线值２ ｍ。
水平仪在工作面各点的读数列于表１，依照累计值
作图描点，按高一低一高的“相间原则”做平行直线。
（１）图表法
表１中，将诸读数减去第一点的读数使各数值简化，
由于测量时桥板的移动是首尾相接，各次读数是桥板后
端点相对于前端点的高度差，将两两之间的相对高度差
转换成各点与零点之间的绝对高度差得累计读数值。按
符合最小条件准则处理见图３，绕其中一高点（第３点）
旋转包容线上的另一高点（第１０点），使两点等高，各点
旋转量的计算如公式（３）
表１
Ｑ＝ （３）
式中： 一两高点累计读数之差（格）；Ｄ一两高点测
量位置之间的间隔数； 一各点至旋转点的间隔数（以旋
转点为０）。
旋转方向与纵坐标同向，旋转量Ｑ取正值，相反，取
负值。依照处理结果作图描点见图４，误差折线及其包
容区旋转后，两高点等高，两平行直线的距离就是导轨工
作面的直线度△：
△＝Ｉ＋１．５一（一２．０）Ｉ＝３．５（格）
＼
／．．＼．＼．．．．
图３ 图４
（２）公式法
用直线方程公式（４）计算直线度
： （４）
－ｚ—Ｚ１ Ｘ２一 １
将两平行直线以最小条件法包容各点，过（第３点）
（３，１．５）和（第１Ｏ点）（１０，一２．０）两相对高点求直线方
程，得
＾ １
Ｙ ｊ一—
当 ：７时，Ｙ：一０．５
将表３中低点（第７点）的累计读数（７，一４．０）与直
线上的（７，一０．５）点比较，得两点距离
△＝ｌ一４．０一（一０．５）ｌ＝３．５格
公式法与图表法数据处理结果一致。
按照公式（２）换算成线值，直线度为
ｉ莉娜：塑料材料力学性能检验设备选型
塑料材料力学性能检验设备选型
Ｔｈｅ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ
王莉娜
（陕西省咸阳市计量测试研究所，陕西成阳７１２０００）
摘要：文章主要介绍了塑料材料力学性能检验的几种设备选型。
关键词：塑料材料；力学性能检验；设备选型
随着科学技术的突飞猛进，各种新型材料层出不穷，
尤其是高分子材料在近几年有了飞速的发展。塑料材料
作为其分支，目前在某些领域已经可以取代木材、金属材
料。为了使塑料材料及其制品能够安全可靠的使用，对
其进行力学性能检验是非常必要的。
１常规电子万能材料试验机
该类试验机是万能材料试验机的主流产品，它以伺
服电机作为动力源，丝杠、丝母作为执行元件，实现试验
机移动横梁的速度控制，具有操作简单，对试验员的要求
不高，试验行程可按需要任意定制。虽然控制方式较为
单一，但其控制精度和控制范围很高、很宽。以瑞格尔公
司试验机为例，其速度调整范围可达０．００１ｒａｍ／ｒａｉｎ～
１０００ｍｍ／ｍｉｎ，无级调速，控制精度可达０．５Ｎ，小吨位机
型很容易实现。如做摩擦系数时，满值负载只有５Ｎ。具
有极大的配置灵活性，如果增配不同吨位的传感器、夹
具、附件、可实现一机多用。完成拉、压、弯、剪、剥离、撕
裂、摩擦系数、扭转等的功能。根据塑料力学性能检验的
相关标准，无论从控制方式还是速度范围、试验行程及试
验机的吨位看，该类机型都是塑料力学性能检验的首选。
２三闭环电子万能材料试验机
该类试验机具有常规电子万能类试验机的速度范围
宽，试验行程大，配置灵活的特点，又具有电液伺服类试
验机力、位移、变形控制的优点。因而是性能较好的一种
试验机，但该类试验机很少有１０ＫＮ以下的机型，塑料类
最常用的不易选择做塑料材料的试验。
３简易电拉
由于塑料拉伸强度是塑料力学性能检验的一个非常
重要的指标，在前些年，塑料种类还不是很多，应用也不
是非常广的时期，国家标准对塑料要求的力学性能检验
项目比较为单一。一种价格低廉用途单一，以电机作为
动力源的拉伸试验机俗称电拉被广泛使用。这种设备只
能用来做单一的拉伸试验，能处理的数据非常有限，控制
测量精度也相对较低，现在虽然在某些场合依然有所使
用，但因其功能比较单一，已经逐渐为市场所淘汰。
４电液伺服万能材料试验机
该类试验机是目前性能比较好的一种试验机，由于
它采用电液伺服控制技术，可实现力、位移、变形闭环控
制，具有良好的控制性能。目前在金属、建筑材料等需要
恒应力、恒应变及需要进行蠕变试验场合使用较多，但由
于受油源流量的限制，他的试验速度较低。为了增大系
统刚度，确保闭环控制的稳定运行，该类试验机的行程较
小，且操作复杂，扩展配置较为困难，１０ＫＮ以下机型很
少，因此不太适合塑料材料的试验。
５手动液压万能材料试验机
该类试验机是试验机家族的“始祖”，它采用开环控
制，操作过程依赖于操作者的水平，具有结构简单、价格
低廉、吨位较大等优点，但因其试验行程小、小载荷测量
精度低、扩展配置能力很差，不适合对塑料材料进行力学性
能测试。一般只在进行结构部件试验或简单的材料性能试
验时使用，如连接部件的拔脱，钢筋的拉伸强度等场合。
作者简介：王莉娜，女，助理工程师。工作单位：陕西省咸阳市计量测试研
究所。通讯地址：７１２０００陕西省成阳市秦皇路６号。
收稿时间：２００９—１０—１６
Ｆ＝ＣＬ△＝０．０２×１００×３．５：７（，ｕｍ）
一段时间以来，身边的一些水平仪使用者对水平仪
的使用有误解。以上论述是个人从事本专业多年来的一
些心得，对它们正确的理解和使用有所帮助。不妥之处，
请各位同行批评指正，以相互交流学习。
作者简介：郝欣波，男，助理工程师。工作单位：山东省日照市计量测试所。
通讯地址：２７６８２６山东省日照市北京路东五莲路南质量大厦。
葛安宁，山东省日照市计量测试所（日照２７６８２６）。
收稿时间：２００９—１Ｏ一１８