利用重力現象測量微小角度的長度測量工具。水平儀除瞭用於測量機床或其他設備導軌的直線度和工件平面的平面度外,也常用在安裝機床或其他設備時檢驗其水準和垂直位置的正確與否。水平儀主要分為水準泡式水平儀和電子水平儀兩類。

  水準泡式水平儀 通稱水平儀,又分為鉗工水平儀、框式水平儀、合象水平儀等(圖1)。水準泡是一個內壁磨成一定曲率半徑的玻璃管。管內裝有粘滯係數小的酒精、乙醚等液體體,但留有一個氣泡。它隨玻璃管傾斜而移動,從玻璃管上的刻度可以讀出傾斜的角度。鉗工水平儀的底面是測量面,它僅能測量被測面相對於水平面的角度偏差。框式水平儀有兩個相互垂直的測量面,因此可以在水平和垂直兩個位置上測量。合象水平儀是利用光學雙象重合的方法來提高讀數精度,其分度值為0.01毫米/1000毫米(相當於2″),示值范圍有±5毫米/1000毫米和±10毫米/1000毫米兩種。

  電子水平儀 電子水平儀分為電感式、電容式和電阻式等類。圖2為電感式電子水平儀的工作原理。當測量面處於水平位置時,磁芯處於繞阻的中間位置,使電橋保持平衡。當測量面與水平面傾斜θ角時,懸有磁芯的細絲由於重力作用仍保持與水平面垂直,磁芯不處於繞阻的中間位置,電橋(圖中未表示)失去平衡而輸出電感量,由指示電表指示出傾斜角θ的數值。高精度電子水平儀的允許誤差小於±0.2″。20世紀80年代初出現帶有電子計算機的電子水平儀。它能自動地對測量所得數據進行處理,通過外圍設備描繪出被測表面的輪廓圖形,以數字顯示或打印出誤差值。