框式水平仪主要由框架和弧形玻璃管主水准器、调整水准组成。利用水平仪上水准泡的移动来测量被测部位角度变化。
框架的测量面有平面V型槽，V型槽便于在圆柱上测量。弧形玻璃管的表面上有刻线，内装乙醚（或酒精），并留有一个水准泡，水准泡总是停留在玻璃管内的zui高处。若水平仪倾斜一个角度，气泡就向左或向右移动，根据移动的距离（格数），直接或通过计算即可知道被测工件的直线度，平面度或垂直度误差。
框式水平仪主要用于检验各种机床及其它设备的平直度，安装的水平位置和垂直位置的正确性，并可检验微小倾角。
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