工作原理
利用液体流动和液面水平的原理，以水准泡直接显示相对于水平和铅垂位置微小倾斜角度的一种正方形通用角度测量器具。
使用方法
1、框式水平仪的两个V形测量面是测量精度的基准，在测量中不能与工作的粗糙面接触或摩擦。安放时必须小心轻放，避免因测量面划伤而损坏水平仪和造成不应有的测量误差。
2、用框式水平仪测量工件的垂直面时，不能握住与副侧面相对的部位，而用力向工件垂直平面推压，这样会因水平仪的受力变形，影响测量的准确性。正确的测量方法是手握持副测面内侧，使水平仪平稳、垂直地（调整气泡位于中间位置）贴在工件的垂直平面上，然后从纵向水准读出气泡移动的格数。
3、使用水平仪时，要保证水平仪工作面和工件表面的清洁，以防止脏物影响测量的准确性。测量水平面时，在同一个测量位置上，应将水平仪调过相反的方向再进行测量。当移动水平仪时，不允许水平仪工作面与工件表面发生摩擦，应该提起来放置。测量时使水平仪工作面紧贴被测表面，待气泡静止后主可读数。
水平仪的分度值是主水准泡的气泡移动一个刻度所产生的倾斜比，以一米为基准长的倾斜高与底边的比表示，如需测量长度为L的实际倾斜值则可通过下式进行计算：
实际倾斜值=标称分度值×L×偏差格数例如：标称分度值为0.02mm/m，L=200mm，偏差格数为2格
则：实际倾斜值0.02/1000×200×2=0.008mm
为避免由于水平仪零位不准而引起的测量误差，因此在使用前必须对水平仪的零位进行检查或调整。
4、当测量长度较大工件时，可将工件平均分若干尺寸段，用分段测量法，然后根据各段的测量读数，绘出误差坐标图，以确定其误差的最大格数.床身导轨在纵向垂直平面内直线度的检验时，将方框水平仪纵向放置在刀架上靠近前导轨处，从刀架处于主轴箱一端的极限位置开始，从左向右移动刀架，每次移动距离应近似等于框式水平仪的边框尺寸(200mm)。
依次记录刀架在每一测量长度位置时的水平仪读数.将这些读数依次排列，用适当的比例画出导轨在垂直平面内的直线度误差曲线.水平仪读数为纵坐标，刀架在起始位置时的水平仪读数为起点，由坐标原点起作一折线段，其后每次读数都以前折线段的终点为起点，画出应折线段，各折线段组成的曲线，即为导轨在垂直平面内直线度曲线.曲线相对其两端连线的最大坐标值，就是导轨全长的直线度误差，曲线上任一局部测量长度内的两端点相对曲线两端点的连线坐标差值，也就是导轨的局部误差.
技术要求
1、外观
水平仪二作面与外表面上，不得有砂眼、裂纹、划碰伤、锈蚀和喷漆、电镀层脱落等彩响使川或明细那影响外观质量的缺陷；水准泡应透明、清晰、不得有影响观察和读数的缺陷；各种标志应正确清晰。
2、相互作用
水平仪各部件安装应牢固，机构应调整方便.反应灵敏。在调节零位时，能保证零位误差不大于1/10分度调整。调整后静止四小时。其示值变化应不大于1/4分度。
3、主体材质
水平仪主体应采用刚性、耐磨性及稳定性能良好的材料制造。
4、分度与分划线
水平仪的分度间距为2mm，分划线宽度为0.20mm，偏差不应大于0.05mm，分划线色迹应明显、牢固、便于观察读数。
5、气泡长度
水平仪气泡长度应等于基准线间距，在温度20+2°C时，气泡长度偏差应不大于一个分度。
使用注意事项
1、水平仪使用前用无腐蚀性汽油将工作面上的防锈油洗净，并用脱脂棉纱撺拭干净方可使用。
2、温度变化会使测量产生误差，使用时必须与热源和风源隔绝。如使用环境温度与保存环境温度不同，则需在使用环境中将水平仪位置于平板上稳定2小时后方可使用。
3、测量时必须待气泡完全静止后方可读数。
4、水平仪使用完毕，必须将工作面擦试干净，并涂以无水，无酸的防锈油，复盖防潮纸装入盒中置于清洁干燥处保管。
读数方法
1、直接读数法：以气泡两端的长刻线作为零线，气泡相对零线移动格数作为读数，这种读数方法最为常用。
2、平均读数法：由于环境温度变化较大，使气泡变长或缩短，引起读数误差而影响测量的正确性，可采用平均读数法，以消除读数误差。平均读数法读数是分别从两条长刻线起，向气泡移动方向读至气泡端点止，然后取这两个读数的平均值作为这次测量的读数值。
若将水平仪安置在1米长的平尺表面上，在右端垫0.02毫米的高度，平尺倾斜的角度为4秒，此时气泡的运动距离正好为一个刻度。如图：1
计算如下：水平仪连同平尺的倾斜角α的大小可以从下式中求出：
由tgα===0.00002则α=4秒
从上式可知0.02/1000
水平仪的移动方向与气泡的运动方向相反，呈凸，用符号“+”表示。
水平仪的移动方向与气泡的运动方向相同，呈凹，用符号“-”表示。
如果导轨是凸的情况下，水平仪（垫铁）从任意一个方向进行移动，水平仪的气泡向相反方向运动，如图2—（1）所示。
如果导轨是凹的情况下，水平仪（垫铁）从任意一个方向进行移动，水平仪的气泡向相同方向运动，如图2—（2）所示。
确定导轨的凹凸后，再根据所使用的垫铁长度和水平仪气泡运动格数和的一半进行计算，才能得到导轨的准确的直线度误差精度。
