我來圖解:紅外線水平儀 使用原理

2021-01-18 工程實戰分享


紅外線水平儀使用方法

一般框式水平儀的外形尺寸是200×200mm,精度為0.02/1000。水平儀的刻度值是氣泡運動一格時的傾斜度,以秒為單位或以每米多少毫米為單位,刻度值也叫做讀數精度或靈敏度。若將水平儀安置在1米長的平尺表面上,在右端墊0.02毫米的高度,平尺傾斜的角度為4秒,此時氣泡的運動距離正好為一個刻度。

計算如下:水平儀連同平尺的傾斜角α的大小可以從下式中求出:

由tgα= = =0.00002 則α=4秒

從上式可知0.02/1000精度的框式水平儀的氣泡每運動一個刻度,其傾斜角度等於4秒,這時在離左端200mm處(相當於水平儀的1個邊長),計算平尺下面的高度H1為:

tgα= =0.00002 H1=tgα×L1=0.00002×200=0.004(mm)

由上式可知,水平儀氣泡的實際變化值與所使用水平儀墊鐵的長度有關。假如水平儀放在500mm長的墊鐵上測量工具機導軌,那麼水平儀的氣泡每運動1格,就說明墊鐵兩端高度差是0.01mm。另外,水平儀的實際變化值還與讀數精度有關。所以,使用水平儀時,一定要注意墊鐵的長度、讀數精度以及單獨使用時氣泡運動一格所表示的真實數值。

由此得知,水平儀氣泡運動一格後的數值,是根據墊鐵的長度來決定的。

水平儀的讀數,應按照它的起點任意一格為0。氣泡運動一格計數為1,再運動一格計數為2,以此進行累計。在實際生產中對導軌的最後加工,無論採用磨削、精磨還是手工刮研,多數導軌都是呈單純凸或單純凹的狀態,工具機導軌的直線度產生曲線性也是少見的(加工前的導軌會有曲線性的現象)。測量導軌時,水平儀的氣泡一般按照一個方向運動,工具機導軌的凸凹是由水平儀的移動方向和該氣泡的運動方向來確定。

水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相反,呈凸,用符號「+」表示。

水平儀的移動方向與氣泡的運動方向相同,呈凹,用符號「-」表示。

如果導軌是凸的情況下,水平儀(墊鐵)從任意一個方向進行移動,水平儀的氣泡向相反方向運動。

如果導軌是凹的情況下,水平儀(墊鐵)從任意一個方向進行移動,水平儀的氣泡向相同方向運動。

確定導軌的凹凸後,再根據所使用的墊鐵長度和水平儀氣泡運動格數和的一半進行計算,才能得到導軌的準確的直線度誤差精度。

以上是紅外線水平儀使用方法介紹,大家可以了解一下。紅外線水平儀是工具機製造、安裝和修理中最基本的檢驗工具,使用廣泛。

紅外線水平儀原理

水平儀系檢驗機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,其外形系用高級鋼料製造架座,經精密加工後,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,管內充滿醚或酒精,並留有一小氣泡,它在管中永遠位於最高點。玻璃筒上在氣泡兩端均有刻度分劃。通常,工廠安裝機器時,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等規格,即是將水平儀置於 1 m 長的直規或平板之上,當其中一端點有靈敏度指示大小的差異時,如靈敏度為0。01 mm/m,即是表示直規或平板的兩端點有0。01 mm的高低差異 ( 相當於兩端點相差2秒 ),當1 m長的有h mm高度差時,氣泡會一個刻度的差異。氣泡水平儀的原理是利用氣泡在玻璃管內,氣泡可經常保持在最高位置的特性。

對於一定的傾斜角 ,而欲使氣泡的移動量大 ( 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,相當1 m的兩端點相差2秒。即是氣泡管半徑為206。185公尺,裝置在框架內,不同靈敏度即有不同半徑,而與框架長短並無直接關係。

使用水平儀應先行檢查,先將水平儀放在平板上,讀取氣泡的刻度大小,然後將水平儀反轉置於同一位置 ,再讀取其刻度大小,若讀數相同,即表示水平儀底座與氣泡管相互間的關係是正確的。否則,需用微調螺絲調整直到讀數完全相同,才可作測量工作。若想檢查水平儀精度,可用正弦杆和量塊組成的已知角度大小。同時,欲測量較大傾斜角也可配合正弦杆與水平儀共同使用。

新式的水平儀作為傳統水泡式傾角的替代品,更多的應用在道路工程,機械測量,建築工程,工業平臺,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。國外市場質量比較好的高精度水平儀如:SOLA,BOSCH,ECONNS,EPOCH,RISUX。國內知名品牌有:東方精工,長城, 恆銳 等。

電子式水平儀,它用來測量高精度的工具機,如NC車床、銑床、切削加工機、三次元量床等床面,其靈敏度非常高,若以測量時可左右偏移25刻度計算,測量工件只在一定的傾斜範圍內均可測量。

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:當水平儀的基座因待測工件傾斜而傾斜時,其內部擺錘因移動所造成感應線圈的電壓變化。電容式水平儀其測量原理為一圓形擺錘自由懸掛在細在線,擺錘受地心重力所影響,且懸浮於無摩擦狀況。擺錘的兩邊均設有電極且間隙相同時電容量是相等,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生電容不同,形成角度的差異。

紅外線水平儀的檢驗

水平儀的檢驗必須按照相應的標準進行。檢驗室內的溫度應為20±2℃,檢驗應在堅固無振動影響、並遠離熱源的條件下進行。檢驗前,必須將水平儀的各部件擦洗乾淨,然後將水平儀置於檢驗室內金屬平板上,同溫時間不得少於3h。

外觀檢驗

對新出廠的水平儀,工作面應平整、光滑且不應有砂眼、氣孔、碰傷、劃痕、鏽蝕等缺陷。非工作面上不允許有脫漆、生鏽和明顯的缺陷。水準器應清潔透明,其刻線應清晰、均勻,不應有脫色現象,刻線應與水準器軸線相垂直。在水平儀非工作面上,應標有製造廠廠名、出廠編號和分度值。

各部分相互作用

主水準器安裝應牢固,零位調節裝置應保證使用方便、可靠。氣泡移動應平穩,不應有目力可見的跳動或停滯現象。當室溫為20℃時,,氣泡長度應等於兩條長刻度線之間的距離,其偏差對分度為0。02~0。05mm/m者不應超過±1格;對分度為0。06~0。10mm/m者不應超過±0。5格。 氣泡的移動平穩性和氣泡的長度,應在水平儀檢定儀上進行檢驗。

工作面的平面度

水平儀工作面不允許有凸起現象,其平面度應符合表6—10—54的規定。 工作面長度 150~200 250~300 ,平面度偏差 <0。003 <0。005,對磨製和研磨的工作面,其平面度用尺寸不小於被檢面長度的零級刀口尺,以光隙法進行檢定,這一檢定工作應在工作面的縱向、橫向和對角線的方向的幾個位置上進行。以看到的最大間隙為該表面的平面度偏差。在估計間隙大小時,可由量塊組成的標準間隙進行比較。

對刮制工作面的平面度,用零級平板以塗色法進行檢定。在邊長為25mm正方形面積內的斑點數,對於分度值為0。02~0。05mm/m的水平儀不應少於25點,對於分度值為0。06~0。10mm/m的水平儀不應少於20點,斑點分布應均勻。

V形工作面的直線度,用檢定心軸以塗色法進行檢定。把塗有紅鉛粉的心軸放在V形面上轉動,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

氣泡對中間位置的偏移,不應超過分度值的1/4。對於水平儀下工作面零位的檢驗可在零級平板上進行,也可以在水平儀檢定儀上進行;對於水平儀的下V形工作面的零位檢驗,應在專用工具上進行;對於框式水平儀的上平面工作面,上V形工作面,側平面工作面和側V形再次對零位進行一次檢定,其變化仍不得超過零位偏差的允許範圍。

誤差的檢定

應在水平儀檢定儀上進行。實測平均角值與公稱角值之差,不應超過公稱角值的10%。分度值的不均勻性,不應超過分度值的20%。即相鄰讀數差都在0。8~1。2格範圍內。 水平儀分度值誤差的檢定,應在氣泡的左右兩個刻度上進行。為消除水平儀檢定儀微動螺釘死程的影響,微動螺釘應按一個方向旋轉。


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