如何校准手机水平仪应用
刚拿到手的手机，大多数读数会差一到两度，这很正常。每颗加速度计芯片出厂时都带着一点小偏差，所以手机会把平的当成有点斜的。解决办法就是做一次校准，大概花半分钟。做完之后，一台好手机能测到零点几度以内。下面讲讲怎么把 Spirit Level Pro 校准好，以及我为什么每到一个新工地都会重新校准一次。
- 没校准的手机可能差一度甚至更多，校准后能压到零点几度。
- 玻璃餐桌是大多数人家里能找到的最好的校准面。
- Spirit Level Pro 把校准结果存在 localStorage 里，重新校准之前一直有效。
- 四点旋转检验法不用任何参考仪器就能查校准好不好。
- 摔了手机之后、温差很大之后、或者开始新工地时，都要重新校准。
手机水平仪为什么要校准？
每颗加速度计芯片出厂时都自带一点制造偏差。这种偏差是系统性的，它会把每次读数都往同一个方向偏同一个固定量。于是一个略微的坡看起来是死平的，一个平面看起来又是斜的。因为每次都错得一模一样，所以反而特别好纠正。
可以把它当成零点误差。要是你的浴室秤空着就显示 5 公斤，那你放上去的每样东西都会多出 5 公斤。一个偏差 1.5° 的加速度计，对每个角度都是这么干的。读数很稳、可重复，只是固定地错了一点。
这不是毛病，而是芯片制造过程中正常的差异，纠正这件事被留给了软件。应用在平整表面上测一次这个偏差，把它存起来，之后每次读数都减掉它。跳过这一步，传感器就只能用来大致比一比。做一次，手机就准到能干真活了。
校准到底做了什么？
Spirit Level Pro 里的校准很简单。你点校准的时候，应用会读一下加速度计当前的俯仰角和横滚角，把这两个数当作偏移量存进浏览器的 localStorage，键名是 calibrationPitch 和 calibrationRoll。从那以后，它显示角度之前都会先减掉这两个偏移量。
这套办法有一个前提：你是在一个自己确定平整的表面上校准的。传感器在这个面上报出来的角度，就是偏移量。减掉它，平面就读作 0.0°，其他每个面读出来的就是它相对平面的真实角度。校准会跨浏览器会话保留，所以你不用每次打开应用都重来一遍。
这套办法之所以管用，是因为偏移量在短时间内很稳定。你切换到别的应用、重启手机、锁屏，它都不会变。但过几天几周，温度变化或者磕碰会让它慢慢漂移。所以每到一个工地开工时重新校准，我把它当成例行动作，而不是一次性设置。
把手机放在平整表面上，打开应用，点一下校准。大概 30 秒。任何手机都能用，不用下载。
打开 Spirit Level Pro校准该用哪种表面？
校准准不准，全看手机底下那个面平不平。你在一个偏了 0.3° 的面上校准，那之后每次读数都会偏 0.3°。所以找你手边最平的东西。下面把常见的几种面对比一下。
| 表面 | 典型平整度 | 评价 | 说明 |
|---|---|---|---|
| 精密花岗岩平台 | ±0.0001"/ft | 最好 | 专业计量标准。价格 $100-$500。对大多数活来说太夸张了。 |
| 玻璃餐桌 | ±0.05° | 很好 | 浮法玻璃做得非常平。多数家庭里最好的免费选择。 |
| 厨房台面（石材或防火板） | ±0.1° | 不错 | 避开拼缝处。多试几个位置，找最平的那块。 |
| 陶瓷地砖 | ±0.1-0.3° | 凑合 | 受填缝和铺贴质量影响。挑一块大砖，避开缝。 |
| 混凝土地面 | ±0.2-0.5° | 能用 | 现浇混凝土差别很大。先用实体水平尺找一块平的地方。 |
| 木地板 | ±0.3-1.0° | 不推荐 | 木头随湿度胀缩，每块板都不一样。校准别用它。 |
| 纸箱盖 | 差别极大 | 别用 | 手机一压就变形。读数根本稳不住。 |
分步操作：怎么校准 Spirit Level Pro
整个过程大概 30 秒。按顺序做。我见得最多的两个错误，是在脏面上校准，还有读数没稳就急着点校准。
-
找参考面
挑你手边最平的东西：玻璃桌、厨房台面，或者手边正好有一把实体水平尺就平放着用。擦干净。手机底下哪怕一粒砂子，都足以把它垫斜。
-
把手机壳摘掉
背面带弧度的手机套上厚橡胶壳，会让手机晃那么零点几度。带壳校准能把这点抵消掉，但只在同一个壳一直戴着的时候才成立。要干精细活，就摘壳校准、也摘壳测量。
-
打开 Spirit Level Pro 并允许传感器权限
在浏览器里打开 spiritlevel.pro，提示时允许访问运动传感器。iOS 第一次会弹权限提示，安卓通常会自己放行。
-
手机平放，屏幕朝上
轻轻把手机放到参考面上，别用手按着。薄手机被手一压，机身会稍微弯一下，就足以让读数不准。
-
等大约 3 秒让读数稳下来
应用会对传感器数据做平滑处理，所以手机停下后，数字要过一两秒才稳定。盯着角度显示，等它不再跳动。这一步图快，是最常见的校准错误。
-
点校准
点应用里的校准。它会读取当前的俯仰角和横滚角，存进 localStorage 的
calibrationPitch和calibrationRoll。从这以后，每次读数都会减掉这两个偏移量。 -
检查结果
手机还在同一个面上时，显示应该是 0.0°。把它挪到面上另一个位置，应该还是接近 0.0°。要是数字跳，说明这个面不是处处都平，换个更好的地方。
怎么校准垂直（吊线）模式
垂直模式用来检查一样东西是不是真的竖直，适合门框、立柱、墙面、栅栏桩。校准垂直和校准水平的道理一样，只是把水平参考换成了垂直参考。
难点在于找一个你信得过的竖直物。新房子里的门框边框一般还行，但老房子里不少门框这些年都已经歪出竖直线了。唯一你永远能信的参考是吊线锤。一根绳吊着重物，按定义就是真竖直的，不管周围的房子怎么样。
要校准垂直，就吊一个吊线锤，或者用别的真竖直参考。把 Spirit Level Pro 切到垂直模式，让手机平贴参考物、侧边紧挨着它。等读数稳下来，点校准。应用会把垂直偏移量和水平偏移量分开存，所以校准垂直不会动到你的水平校准。
什么时候该重新校准？
校准能跨会话保留，但不是一劳永逸。加速度计会随温度轻微漂移，所以手机从温暖的车里拿进冰凉的车库，要先放几分钟稳定，再重新校准。这是现场最要留意的一点。
遇到下面这些情况就重新校准：
- 手机摔了之后。一次重摔可能让传感器外壳受力，把零点挪了。
- 温差很大之后。让手机达到环境温度，再重新校准。
- 开始新工地时。不同工地温度不同，一到就重新校准一下，成本很低。
- 系统更新动了传感器之后。不常见，但驱动一变，应用读到的原始数据可能就变了。
- 读数看着不对劲时。要是一个你熟悉的面读出来怪怪的，先重新校准，别急着怪那个面。
怎么验证校准是对的
校准完了，怎么知道这次校准本身靠不靠谱？两个办法能搞定：拿实体水平尺比一比，或者做四点旋转检验。旋转检验是计量师用来检验精密水平仪的招数，完全不用任何外部参考，靠的是旋转的几何关系。
拿实体水平尺对照
要是你有一把像样的气泡水平尺，长条水平尺或鱼雷水平尺都行，把它放在你校准过的那个面上。要是气泡显示水平、手机显示 0.0° 上下差一成度，那校准就没问题。要是两者差了超过两成度，其中一个错了，换个面测测看是哪个。
四点旋转检验法
四点旋转检验能让你不用任何参考仪器就查校准。检验花岗岩平台和机械师水平仪用的就是这套方法。步骤如下。
- 手机按正常方向放在面上，记下读数（应该约为 0.0°）。
- 顺时针转 90°，记下读数。
- 再顺时针转 90°（现在离起点 180°），记下读数。
- 再顺时针转 90°（现在离起点 270°），记下读数。
这四个读数应该彼此相差在一成度以内。如果是，那你的校准很扎实，面也确实平。如果转的过程中读数飘来飘去，那要么是这个面不平、朝某个方向弯，要么是传感器有个校准没完全消掉的不均匀误差。在第二个面上再做一遍，就能分清是哪种。
常见问题
怎么在手机上校准水平仪应用？
把手机平放在你手边最平的面上，玻璃桌或干净的厨房台面都行。摘掉手机壳。打开 Spirit Level Pro，等两三秒让读数稳下来，再点校准。应用会存下当前的传感器偏移量，之后每次读数都减掉它。整个过程大概 30 秒，能把手机从差一度甚至更多，降到零点几度。
手机水平仪该多久重新校准一次？
每次开工时校准一次，温差很大、换环境时也校准一次。手机从暖和的车里拿进冰凉的车库，要先放几分钟稳定，再重新校准。摔过之后一定要重新校准。家里随手干点小活，一次校准就够用了。
校准水平仪应用该用什么表面？
大多数人手边最好的面是玻璃餐桌、干净的厨房台面，有的话还有机械师平台。别用木地板，木头随湿度胀缩，板子从来不是真平的。混凝土也少用，除非你先拿实体水平尺找过一块平的地方。放手机之前，先把面擦干净。
校准手机水平仪应用真的有用吗？
有用，而且很明显。没校准的手机可能差一度甚至更多，足以把一个真斜的坡显示成平的。校准一次之后，就能测到零点几度以内。校准是你能做的最有用的一件事，比换更好的手机、比摘壳都管用。不花钱，30 秒搞定。
值得保持的 30 秒习惯
对手机水平仪来说，校准比任何其他单一动作都值。在平整表面上花 30 秒，就能把一个差一度甚至更多的工具，变成准到零点几度的工具。这已经赶得上一把像样的气泡水平尺，考虑到肉眼读小气泡的误差，往往还更准。
这套流程很短。找个平整的面，玻璃桌最理想。摘壳。轻轻把手机放下。等读数稳。点校准。确认它显示 0.0°。就这样。每次开工时做一遍，你就有了一把贴砖、装柜、放排水坡、干各种家里的活都信得过的工具。
四点旋转检验多花一分钟，能告诉你这个面本身值不值得信。刚上手那阵子多做几次，之后就凭手感了。一张玻璃桌你查过一次，以后就不用每次都查。