框式水平儀主要由框架和弧形玻璃管主水準(zhǔn)器、調(diào)整水準(zhǔn)組成。利用框式水平儀上水準(zhǔn)泡的移動(dòng)來(lái)測(cè)量被測(cè)部位角度的變化。
框架的測(cè)量面有平面和V形槽，V形槽便于在圓柱面上測(cè)量。弧形玻璃管的表面上有刻線(xiàn)，內(nèi)裝乙醚(或酒精)，并留有一個(gè)水準(zhǔn)泡，水準(zhǔn)泡總是停留在玻璃管內(nèi)的高處。若水平儀傾斜一個(gè)角度，氣泡向左或向右移動(dòng)，根據(jù)移動(dòng)的距離(格數(shù)) ,直接或通過(guò)計(jì)算即可知道被測(cè)工件的直線(xiàn)度，平面度或垂直度誤差。
1)直接讀數(shù)法 以氣泡兩端的長(zhǎng)刻線(xiàn)作為零線(xiàn)，氣泡相對(duì)零線(xiàn)移動(dòng)格數(shù)作為讀數(shù)，這種讀數(shù)方法常用。
2)平均讀數(shù)法 由于環(huán)境溫度變化較大，使氣泡變長(zhǎng)或縮短，引起讀數(shù)誤差而影響測(cè)量的正確性，可采用平均讀數(shù)法，以消除讀數(shù)誤差。平均讀數(shù)法讀數(shù)是分別從兩條長(zhǎng)刻線(xiàn)起，向氣泡移動(dòng)方向讀至氣泡端點(diǎn)止，然后取這兩個(gè)讀數(shù)的平均值作為這次測(cè)量的讀數(shù)值。
框式水平儀的使用方法：
1、框架水平儀的兩個(gè)V形測(cè)量面是測(cè)量精度的基準(zhǔn)，在測(cè)量中不能與工作的粗糙面接觸或摩擦。安放時(shí)須小心輕放，避免因測(cè)量面劃傷而損壞水平儀和造成不應(yīng)有的測(cè)量誤差。
2、用框架水平儀測(cè)量工件的垂直面時(shí)，不能握住與副側(cè)面相對(duì)的部位，而用力向工件垂直平面推壓，這樣會(huì)因水平儀的受力變形，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。正確的測(cè)量方法是手握持副測(cè)面內(nèi)側(cè)，使水平儀平穩(wěn)、垂直地（調(diào)整氣泡位于中間位置）貼在工件的垂直平面上，然后從縱向水準(zhǔn)讀出氣泡移動(dòng)的格數(shù)。
3、使用水平儀時(shí)，要_水平儀工作面和工件表面的清潔，以防止臟物影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。測(cè)量
水平面時(shí)，在同一個(gè)測(cè)量位置上，應(yīng)將水平儀調(diào)過(guò)相反的方向再進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)移動(dòng)水平儀時(shí)，不允許水
平儀工作面與工件表面發(fā)生摩擦，應(yīng)該提起來(lái)放置。
4、當(dāng)測(cè)量長(zhǎng)度較大工件時(shí)，可將工件平均分若干尺寸段，用分段測(cè)量法，然后根據(jù)各段的測(cè)量讀數(shù)，繪出誤差坐標(biāo)圖，以確定其誤差的大格數(shù)。床身導(dǎo)軌在縱向垂直平面內(nèi)直線(xiàn)度的檢驗(yàn)時(shí)，將方框水平儀縱向放置在刀架上靠近前導(dǎo)軌處，從刀架處于主軸箱一端的位置開(kāi)始，從左向右移動(dòng)刀架，每次移動(dòng)距離應(yīng)近似等于水平儀的邊框尺寸(200mm)。依次記錄刀架在每一測(cè)量長(zhǎng)度位置時(shí)的水平儀讀數(shù)。將這些讀數(shù)依次排列，用適當(dāng)?shù)谋壤?huà)出導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線(xiàn)度誤差曲線(xiàn)。水平儀讀數(shù)為縱坐標(biāo)，刀架在起始位置時(shí)的水平儀讀數(shù)為起點(diǎn)，由坐標(biāo)原點(diǎn)起作一折線(xiàn)段，其后每次讀數(shù)都以前折線(xiàn)段的終點(diǎn)為起點(diǎn)，畫(huà)出應(yīng)折線(xiàn)段，各折線(xiàn)段組成的曲線(xiàn)，即為導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)直線(xiàn)度曲線(xiàn)。曲線(xiàn)相對(duì)其兩端連線(xiàn)的大坐標(biāo)值，是導(dǎo)軌全長(zhǎng)的直線(xiàn)度誤差，曲線(xiàn)上任一局部測(cè)量長(zhǎng)度內(nèi)的兩端點(diǎn)相對(duì)曲線(xiàn)兩端點(diǎn)的連線(xiàn)坐標(biāo)差值，也是導(dǎo)軌的局部誤差。
5、機(jī)床工作臺(tái)面的平面度檢驗(yàn)方法，工作臺(tái)及床鞍分別置于行程的中間位置，在工作臺(tái)面上放一橋板，其上放水平儀，分別沿圖示各測(cè)量方向移動(dòng)橋板，每隔橋板跨距d記錄一次水平儀讀數(shù)。通過(guò)工作臺(tái)面上A、B、D三點(diǎn)建立基準(zhǔn)平面，根據(jù)水平儀讀數(shù)求得各測(cè)點(diǎn)平面的坐標(biāo)值。
誤差以任意300mm測(cè)量長(zhǎng)度上的大坐標(biāo)值計(jì)。
6、測(cè)量大型零件的垂直度時(shí)，用水平儀粗調(diào)基準(zhǔn)表面到水平。分別在基準(zhǔn)表面和被測(cè)表面上用水平儀分段逐步測(cè)量并用圖解法確定基準(zhǔn)方位，然后求出被測(cè)表面相對(duì)于基準(zhǔn)的垂直度誤差。 測(cè)量小型零件時(shí)，先將水平儀放在基準(zhǔn)表面上，讀氣泡一端的數(shù)值，然后用水平儀的一側(cè)緊貼垂直被測(cè)表面，氣泡偏離一次（基準(zhǔn)表面）讀數(shù)值，即為被測(cè)表面的垂直度誤差。
7、水平儀使用完后，應(yīng)涂上防銹油并妥善保管好。