合像水平仪计量校正工作原理

合像水平仪计量校正工作原理

合像水平仪计量校正工作原理是保障微小角度测量精度的关键环节。该仪器通过光学棱镜将气泡两端影像合像，利用杠杆放大原理精确反映被测工件的微小倾角，广泛应用于设备安装与机械加工中的水平度检测。计量校正时，需将合像水平仪置于高精度多齿分度台或标准角度块上，通过对比仪器显示值与标准角度真值，系统测定其零位误差、分度值偏差及示值重复性等核心参数，并进行针对性补偿与修正，确保测量结果准确溯源至国家基准，为精密制造与工程安装提供可靠的角度测量依据。

合像水平仪的计量校正工作原理基于光学放大、杠杆传动和精密刻度校准的组合技术，其核心在于通过光学系统放大气泡偏移量，并利用杠杆机构提升灵敏度，最终通过棱镜复合法实现高精度读数。 ‌

关键技术原理

‌光学放大系统‌：通过棱镜将气泡像分割为两个半像，并放大其偏移量，便于观察微小偏差。 ‌

‌杠杆传动机构‌：将气泡的微小位移通过机械杠杆放大，提升检测灵敏度（可达0.01mm/m）。 ‌

‌棱镜复合法‌：通过棱镜的光路折射使两个半像重合，增强分辨能力（分辨率达2μm/m）。 ‌

‌水准器定零位‌：提供基准零点，确保测量起始位置的准确性。 ‌

校正流程

合像水平仪需定期校准以确保精度，主要步骤包括：

调整仪器至水平状态，观察气泡是否完全居中；

通过旋转测微螺杆使两半像重合，刻度盘读数反映实际偏差；

重复校准直至读数稳定在零位。 ‌

合像水平仪是利用重力原理，以测微螺旋副相对基座测量面调整水准器气泡，并由光学原理合像读数的水准器式水平仪。主要用于测量平工作面及圆柱轴线相对水平的倾斜角度，也可用来测量工作面的直线度和平面度。

合像水平仪有两套读数系统：在分度盘3上读毫米小数，从窗口和mm／m刻线5上读毫米整数。合像水平仪的合像过程如图2所示。将合像水平仪的底工作面放在被测量面上。如果被计量检测量面不是绝对的水平面，则合像水平仪气泡的两个像就合不到一起，不能进行读数。这时就需旋转微动螺丝钮6，在旋钮转动过程中气泡的两个像就会互相错动，互相接近。

当旋钮转到一定位置时，两个像就合成为一个半圆像。待两个像合成为一个半圆像且稳定后，即可在仪器校正分度盘上读取置的数值。合像水平仪的合像过程是水准器气泡的移动过程，而旋钮的作用是将计量外校弧形玻璃管调到水平位置，使气泡处于玻璃管的中央位置，其调整量从分度盘上读出，气泡合像仅起到指示作用，读数在分度盘上进行。

分度盘上读得毫米小数，从窗口和mm/m刻线上读毫米整数值，将上述两个读数相加，即得到该测量位置的计量校验结果。合像水平仪计量校正分度值的定义：测微螺丝钮转动一个刻度，合像水平仪所产生的倾斜值mm/m。常见的合像水平仪的分度值为0.Olmm／m；测量范围为(O——10)mm／m或（0-20）mm/m。

本文由仪器校准机构发表。