一.条式水平仪。
条式水平仪由v型底平面和与工作平面平行的水准器组成。工作平面的平直度和水准器与工作平面的平行度都非常准确。当水平仪的底平面处于准确的水平位置时，水平仪内的气泡就在中间位置(即水平位置)。水准器玻璃管内气泡两端刻线为零线两侧，刻线刻度不小于8格，刻线间距为2格mm。当水平仪的底平面与水平位置略有差异时，即水平仪的底平面两端有高低时，由于重力的作用，水平仪中的气泡总是移动到水平仪的侧，这就是水平仪的使用原理。当两端高度相似时，气泡移动不多。当两端高度相差较大时，气泡移动也较大。在水准器的刻度上，可以读出两端高度的差值。规格见表7-1。条式水平仪的分度值说明，如分度值0.03mm／m，也就是说，当气泡移动时，测量长度为1m两端高度相差0.03mm。再如，用200mm长，分度值为0.05mm／m水平仪，测量400mm平面水平度长。首先，将水平仪放在平面的左侧。此时，如果气泡向右移动两个网格，然后将水平仪放在平面的右侧。此时，如果气泡向左移动三个网格，则表明该平面是中高两侧的低凸平面。中间有多少毫米高？从左侧看，中间高于左端，即测量长度为1m时，中间高2×0.05=0.10mm，实际测量长度为2000mm，是1m所以，其实中间比左端高0.10×=0.02mm。从右侧看：中间比右侧高三格，即测量长度为1m时，中间高3×0.05=0.15mm，实际测量长度为2000mm，是1m所以，其实中间比右端高0.15×=0.03mm。可见中间比左端高0.02mm，中间比右端高0.03mm，中间高于两端的值为(0.02+0.03)÷2=0.025mm。
二.框式水平仪
常用的框架水平仪主要由框架1和弧形玻璃管主水平器2组成。调整水平3。利用水平仪上水平气泡的运动来测量被测部位角度的变化。
框式水平仪
1-框架2-主水准器3-调整水准
框架的测量面有平面和v形槽，v圆柱形槽很容易在圆柱形表面进行测量。弧形玻璃管表面刻有（或酒精），并留有水平气泡。水平气泡总是停留在玻璃管的点。如果水平仪倾斜一个角度，气泡将向左或向右移动。根据移动距离（格数），可以直接或计算出被测工件的直线度、平面度或垂直度误差。
水平仪工作原理(图3).02mm/1000mm水平仪玻璃管、曲率半径r=103132mm，当平面在1000mm长度中倾斜0.02mm，倾斜角为：
水准泡转角应等于平面转角，水准泡移动距离(1格)为:
框式水平仪工作原理
直接读数法和平均读数法有两种。
1)直接读数法以气泡两端的长刻线为零线，以气泡相对于零线的移动格数为读数。这种读数方法常用，见下图4
a表示水平仪处于水平位置，气泡两端长，读数为“0”；图4b表示水平仪逆时针倾斜，气泡向右移动，图表位置读数为“+2”；图7-4c表示水平仪顺时针倾斜，气泡向左移动，图表位置读数为“-3”。
2）由于环境温度变化较大，平均读数法使气泡变长或缩短，导致读数误差，影响测量的正确性。平均读数法的读数是从两条长线开始，读到气泡端点，然后取两个读数的平均值作为测量的读数值。
图5a这意味着由于环境温度高，气泡变长，测量位置使气泡向左移动。读数时，从左长线开始，向左读数“-3”；从右长线开始，向左读数“—2”。取这两个读数的平均值作为本次测量的读数值：
平均读数法
b意思是由于环境温度低，气泡缩短，测量位置使气泡向右移动。根据上述读数方法，读数分别为“+2”和“+1”测量的读数值为：
框架水平仪的使用方法：
框架水平仪的两个v形测量面是测量精度的基准，在测量过程中不能接触或摩擦工作的粗糙表面。放置时必须小心轻放，避免因测量表面划伤而损坏水平仪，造成不应有的测量误差。
2用框架水平仪测量工件的垂直面时，不能握住与副侧面相对的部分，而是用力推压工件的垂直平面，会因水平仪的应力变形而影响测量的准确性。正确的测量方法是握住副面内侧，使水平仪平稳.垂直(调整气泡位于中间)贴在工件的垂直平面上，然后从垂直水平读取气泡运动的格数。
3使用水平仪时，应保证水平仪工作面和工件表面的清洁，以防止污垢影响测量的准确性。测量水平面时，水平仪应调整到相反的方向。移动水平仪时，水平仪工作面不得与工件表面摩擦，应提起放置。如图6所示。
正确错误
水平仪的使用方法
4当测量长度较大的工件时，可以将工件平均分为几个尺寸段，采用分段测量法，然后根据各段的测量读数绘制误差坐标图，确定误差的格数。
三.光学合像水平仪
光学合像水平仪广泛应用于精密机械中，测量工件的平面度.直线度和正确安装设备的位置。
水平仪的结构及工作原理：
合像水平仪主要是测微螺杆.杠杆系统.水准器.由光学合像棱镜和v型工作平面底座组成，如图7所示。
数字光学合像水平仪
1.4-窗口；2-微分盘旋钮；3-微分盘；5-水平仪底座；6-玻璃管；7-放大镜；8-合成棱镜；9.11-弹簧；10-杠杆架；12-指针；13-测微螺杆。
水准器安装在杠杆架的底板上，其水平位置由微分盘旋钮通过测量螺杆和杠杆系统进行调整。水准器中的气泡弧分别用三个不同方向的棱镜反射到观察窗口，分为两个半像，利用光学原理放大气泡图像（放大5倍），提高读数精度，通过杠杆机构提高读数灵敏度和增加