Eine Wasserwaage ist ein Messgerät, mit dem überprüft werden kann, ob die Montagefläche einer Maschine oder einer Oberflächenplatte wirklich eben ist, und um die Richtung und das Ausmaß einer etwaigen Neigung zu bestimmen. Strukturell besteht das Instrument aus einem Grundrahmen aus hochwertigem Stahl; Nach der Präzisionsbearbeitung muss die Unterseite dieser Basis vollkommen flach sein. Zentral im Sockel ist ein längliches, gebogenes Glasrohr montiert; Bei einigen Modellen ist am linken Ende zusätzlich ein kleineres, quer verlaufendes Glasrohr angebracht. Das Röhrchen ist mit Äther oder Alkohol gefüllt und enthält eine kleine Luftblase, die sich immer am höchsten Punkt im Röhrchen niederschlägt. Auf beiden Seiten der Blase sind auf dem Glasrohr abgestufte Markierungen eingraviert. Typischerweise werden bei der Maschineninstallation in industriellen Umgebungen häufig Wasserwaagen mit Empfindlichkeiten von 0,01 mm/m, 0,02 mm/m, 0,04 mm/m, 0,05 mm/m, 0,1 mm/m, 0,3 mm/m und 0,4 mm/m verwendet. Diese Empfindlichkeitsbewertung bedeutet, dass, wenn das Wasserwaage auf einem 1{{15}Meter-langen Lineal oder einer Oberflächenplatte platziert wird, ein Höhenunterschied, der dem angegebenen Empfindlichkeitswert an einem Ende entspricht-beispielsweise 0,01 mm/m-, eine vertikale Diskrepanz von 0,01 mm zwischen den beiden Enden des Lineals oder der Platte anzeigt (entspricht einer Winkelabweichung von 2 Bogensekunden). Folglich verschiebt sich die Blase für jeden Meter Spannweite, der einen Höhenunterschied von *h* Millimetern aufweist, um eine entsprechende Anzahl von Skalenteilungen. Das Grundprinzip der Wasserwaage beruht auf der inhärenten Eigenschaft einer Luftblase in einem Glasrohr, sich stets am höchsten Punkt zu positionieren.
Um eine größere Verschiebung der Blase bei einem gegebenen Neigungswinkel zu erreichen-und damit eine „hohe Empfindlichkeit“-zu gewährleisten, muss lediglich der Krümmungsradius (*R*) der Glasröhre vergrößert werden. Wenn eine Wasserwaage beispielsweise einen Skalenabstand von 2 mm aufweist und eine Empfindlichkeit von 0,01 mm/m aufweist, entspricht dies einem Höhenunterschied von 2 Bogen{6}}Sekunden über eine Spannweite von 1 {16}}Metern. Dies bedeutet, dass der Krümmungsradius des Blasenrohrs 206,185 Meter beträgt. Während die Röhre in einem Rahmen untergebracht ist, werden durch unterschiedliche Krümmungsradien unterschiedliche Empfindlichkeitswerte erreicht, und die Empfindlichkeit hängt nicht direkt von der physischen Länge des Rahmens selbst ab. Vor dem Einsatz einer Wasserwaage sollte diese zunächst überprüft werden. Stellen Sie die Wasserwaage auf eine ebene Fläche und notieren Sie die Position der Blase auf der Skala. Drehen Sie dann die Wasserwaage um 180 Grad und platzieren Sie sie an genau derselben Stelle, um eine zweite Messung durchzuführen. Wenn die beiden Messwerte übereinstimmen, bedeutet dies, dass die Ausrichtung zwischen der Basis der Wasserwaage und dem Libellenrohr korrekt ist. Andernfalls muss das Gerät mit den Feineinstellschrauben kalibriert werden, bis die Messwerte identisch sind, bevor Messungen durchgeführt werden können. Um die Genauigkeit des Nivelliergeräts zu überprüfen, kann ein Sinusbalken in Kombination mit Endmaßen verwendet werden, um einen bekannten Referenzwinkel festzulegen. Darüber hinaus kann zur Messung größerer Neigungswinkel ein Sinusbalken in Verbindung mit der Wasserwaage verwendet werden.
Moderne Wasserwaagen dienen als Alternative zu herkömmlichen Blasenrohr-Neigungsmessern und werden zunehmend im Straßenbau, in der mechanischen Messtechnik, im Tiefbau, bei der Ausrichtung von Industrieplattformen, bei der Ölexploration, in der Verteidigungsherstellung, im Schiffbau und bei anderen Anwendungen eingesetzt, die eine präzise Neigung oder Nivellierung relativ zu einem auf der Schwerkraft basierenden Referenzrahmen erfordern.
Basierend auf den Baumaterialien können Wasserwaagen grob in Kunststoff-Wasserwaagen und Glas-Wasserwaagen eingeteilt werden. Kunststoff-Wasserwaagen bieten im Allgemeinen eine geringere Präzision, während Glas-Wasserwaagen eine deutlich höhere Genauigkeit bieten. Zu den auf internationalen Märkten erhältlichen hochwertigen und hochpräzisen Wasserwaagen gehören Marken wie SOLA, BOSCH, ECONNS, EPOCH und RISUX. Zu den bekannten inländischen Marken zählen unter anderem Dongfang Precision, Changcheng und Hengrui.
Elektronische Wasserwaagen sind Spezialinstrumente, die für die hoch{0}}präzise Messung von Werkzeugmaschinenoberflächen-entwickelt sind, wie sie beispielsweise auf NC-Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Bearbeitungszentren und Koordinatenmessgeräten (KMGs) zu finden sind. Diese Geräte verfügen über eine extrem hohe Empfindlichkeit; Geht man von einem Messbereich aus, der eine Abweichung von ±25 Skalenteilen zulässt, ermöglichen sie eine genaue Messung von Werkstücken, sofern die Neigung innerhalb dieses spezifischen Winkelbereichs bleibt. Die primären Funktionsprinzipien elektronischer Wasserwaagen sind typischerweise induktiv oder kapazitiv. Darüber hinaus können sie je nach Messrichtung in ein-dimensionale (ein-Achse) und zwei-dimensionale (zwei-Achse) elektronische Wasserwaagen eingeteilt werden. Die Messkomponente eines elektronischen Wasserwaage besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse, einem mikrometrischen Einstellmechanismus und einem elektronischen Blasensensor. Während der elektronische Libellensensor eine analoge Funktion wie das Libellenrohr einer herkömmlichen Wasserwaage erfüllt, unterscheidet er sich in seinem inneren Aufbau und Design deutlich.
Induktives Prinzip: Wenn die Basis der Wasserwaage -aufgrund der Neigung des zu messenden Werkstücks-kippt, verschiebt ein internes Pendel oder Sensorelement seine Position; Diese Verschiebung führt zu einer entsprechenden Änderung der Ausgangsspannung der Induktionsspulen des Geräts. Das Messprinzip eines kapazitiven Füllstandsensors beruht auf einem kreisförmigen Pendel, das frei an einem feinen Faden hängt; Durch die Schwerkraft der Erde bleibt das Pendel in einem reibungsfreien Zustand. Auf beiden Seiten des Pendels sind Elektroden angebracht; Wenn die Lücken auf beiden Seiten gleich sind, ist die Kapazität ausgeglichen. Wenn der Füllstandsensor jedoch geneigt ist-aufgrund der Ausrichtung des zu messenden Werkstücks-verändern sich die Abstände dieser beiden Lücken, was zu einem Kapazitätsunterschied führt, der der Winkelabweichung entspricht.
