框式水平儀主要由框架和弧形玻璃管主水準器、調整水準組成。利用框式水平儀上水準泡的移動(dòng)來(lái)測量被測部位角度的變化。
框架的測量面有平面和V形槽，V形槽便于在圓柱面上測量?；⌒尾ＡЧ艿谋砻嫔嫌锌叹€(xiàn)，內裝乙醚(或酒精)，并留有一個(gè)水準泡，水準泡總是停留在玻璃管內的高處。若水平儀傾斜一個(gè)角度，氣泡向左或向右移動(dòng)，根據移動(dòng)的距離(格數) ,直接或通過(guò)計算即可知道被測工件的直線(xiàn)度，平面度或垂直度誤差。
1)直接讀數法 以氣泡兩端的長(cháng)刻線(xiàn)作為零線(xiàn)，氣泡相對零線(xiàn)移動(dòng)格數作為讀數，這種讀數方法常用。
2)平均讀數法 由于環(huán)境溫度變化較大，使氣泡變長(cháng)或縮短，引起讀數誤差而影響測量的正確性，可采用平均讀數法，以消除讀數誤差。平均讀數法讀數是分別從兩條長(cháng)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)讀數的平均值作為這次測量的讀數值。
框式水平儀的使用方法：
1、框架水平儀的兩個(gè)V形測量面是測量精度的基準，在測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，避免因測量面劃傷而損壞水平儀和造成不應有的測量誤差。
2、用框架水平儀測量工件的垂直面時(shí)，不能握住與副側面相對的部位，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，影響測量的準確性。正確的測量方法是手握持副測面內側，使水平儀平穩、垂直地（調整氣泡位于中間位置）貼在工件的垂直平面上，然后從縱向水準讀出氣泡移動(dòng)的格數。
3、使用水平儀時(shí)，要_水平儀工作面和工件表面的清潔，以防止臟物影響測量的準確性。測量
水平面時(shí)，在同一個(gè)測量位置上，應將水平儀調過(guò)相反的方向再進(jìn)行測量。當移動(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，應該提起來(lái)放置。
4、當測量長(cháng)度較大工件時(shí)，可將工件平均分若干尺寸段，用分段測量法，然后根據各段的測量讀數，繪出誤差坐標圖，以確定其誤差的大格數。床身導軌在縱向垂直平面內直線(xiàn)度的檢驗時(shí)，將方框水平儀縱向放置在刀架上靠近前導軌處，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)距離應近似等于水平儀的邊框尺寸(200mm)。依次記錄刀架在每一測量長(cháng)度位置時(shí)的水平儀讀數。將這些讀數依次排列，用適當的比例畫(huà)出導軌在垂直平面內的直線(xiàn)度誤差曲線(xiàn)。水平儀讀數為縱坐標，刀架在起始位置時(shí)的水平儀讀數為起點(diǎn)，由坐標原點(diǎn)起作一折線(xiàn)段，其后每次讀數都以前折線(xiàn)段的終點(diǎn)為起點(diǎn)，畫(huà)出應折線(xiàn)段，各折線(xiàn)段組成的曲線(xiàn)，即為導軌在垂直平面內直線(xiàn)度曲線(xiàn)。曲線(xiàn)相對其兩端連線(xiàn)的大坐標值，是導軌全長(cháng)的直線(xiàn)度誤差，曲線(xiàn)上任一局部測量長(cháng)度內的兩端點(diǎn)相對曲線(xiàn)兩端點(diǎn)的連線(xiàn)坐標差值，也是導軌的局部誤差。
5、機床工作臺面的平面度檢驗方法，工作臺及床鞍分別置于行程的中間位置，在工作臺面上放一橋板，其上放水平儀，分別沿圖示各測量方向移動(dòng)橋板，每隔橋板跨距d記錄一次水平儀讀數。通過(guò)工作臺面上A、B、D三點(diǎn)建立基準平面，根據水平儀讀數求得各測點(diǎn)平面的坐標值。
誤差以任意300mm測量長(cháng)度上的大坐標值計。
6、測量大型零件的垂直度時(shí)，用水平儀粗調基準表面到水平。分別在基準表面和被測表面上用水平儀分段逐步測量并用圖解法確定基準方位，然后求出被測表面相對于基準的垂直度誤差。 測量小型零件時(shí)，先將水平儀放在基準表面上，讀氣泡一端的數值，然后用水平儀的一側緊貼垂直被測表面，氣泡偏離一次（基準表面）讀數值，即為被測表面的垂直度誤差。
7、水平儀使用完后，應涂上防銹油并妥善保管好。