水平儀的水準管是由玻璃制成，水準管內壁是一個具有一定曲率半徑的曲面，管內裝有液體，當水平儀發生傾斜時，水準管中氣泡就向水平儀升高的一端移動，從而確定水平面的位置。
水平儀的使用方法:
水平儀刻度值用角度（秒）或斜率來表示，它的含義是以氣泡偏移一格工作傾斜的角度表示，或以氣泡偏移一格工作表面在一米長度上傾斜的高度表示。由于水平儀的使用傾角 很小，所以tg ，如tg4 4 弧度=0.02mm/1000mm，測量時使水平儀工作面緊貼被測表面，待氣泡穩定后方可讀數。 如需測量長度為L的實際傾斜值則可通過下式進行計算。
實際傾斜值=標稱分度值 L 偏差格數；例如：標稱分度值為0.02mm/m，L=200mm，偏差格數為2格，則實際傾斜值=0.02/1000*200*2=0.008mm。 為避免由于水平儀零位不準而引起的測量誤差，因此在使用前必須對水平儀零位進行檢查或調整。
水平儀零位檢查和調整方法，將被校水平儀放在大致水平的平板上，緊靠定位塊，待氣泡穩定后以氣泡的一端讀數為a1，然后將水平儀調轉180方位，準確地放在原位置，按照di yi次讀數的一邊記下氣泡另一端的讀數為a2，兩次讀數差的一半則為零位誤差，即 =(a1-a2)/2格。如果零位誤差超赤許可范圍，則需調整零位機構，反復調整螺釘1即可達到要求
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