如何用手机作为水平仪
你的手机本身就有做水平仪的硬件。里面的加速度计会测量三个方向上的重力,水平仪应用把这些数据换算成你能读出的倾斜角度。用浏览器打开这个工具,对着一个平面校准一次,就能判断一块搁板或一面墙是否够直,误差只有零点几度。不用另外准备水平尺。
关键要点
- 每部现代智能手机都有一个 3 轴加速度计,校准后能把倾斜测到 ±0.1° 以内。
- 水平面模式检查水平的东西(地板、搁板、台面),铅垂模式检查竖直的东西(墙面、门框)。
- 保持/冻结功能可以锁定读数,腾出双手。在你没法一边扶着东西一边看屏幕时很关键。
- 先在一个可靠的平面上校准。玻璃桌面或花岗岩台面都很合适。
- 手机水平仪对大多数 DIY 活儿都够用。要做建筑测量、或跨度超过 1.2 米,还是用专门的鱼雷水平尺或激光水平仪更稳妥。
手机是怎么测水平的
过去十五年里生产的手机,几乎都带加速度计。这是一块很小的芯片,用来测加速度,而重力也算一种加速度。手机静止不动时,作用在它上面的力只有一个,就是竖直向下的重力。水平仪应用读的就是这个力。
传感器沿三个方向测量这股拉力:X 是手机的宽度方向,Y 是长度方向,Z 穿过屏幕。手机平放时,重力全部落在 Z 轴上。一旦倾斜,一部分拉力就转到 X 或 Y 上。应用比较这三个读数,算出倾斜角度。你在屏幕上看到的数字就是它。
限制手机精度的,不是传感器本身。问题出在芯片自带的零点偏差、抬高了一边的手机壳,还有手机发热时的一点漂移。在平面上点一下校准,就能把这些大部分抵消掉,这也是校准这一步为什么重要。
手机作为水平仪的使用步骤
准备不到一分钟。不用去应用商店。打开浏览器,加载工具,就能开始测量。步骤如下。
- 在手机浏览器里打开 spiritlevel.pro。在 Safari(iPhone)和 Chrome(Android)上都能用,不用下载。它是一个渐进式网页应用,首次访问后也能离线使用。
- 看到权限提示时,点"允许并继续"。应用需要用到手机的运动传感器。在 iPhone 上,iOS 会弹出系统自带的权限对话框。在 Android 上,浏览器会自动处理。这个权限只需要给一次。
- 选择模式。水平的检查(地板、搁板、台面)选水平面模式,竖直的检查(墙面、柱子、门框)选铅垂模式。两者的区别下一节细说。
- 第一次测量前先校准。把手机平放在一个你确信是水平的表面上,比如玻璃桌面或花岗岩台面,然后点"校准"按钮。这会把传感器的零点偏差归零。每次使用只做一次就行。
- 把手机放上去,或贴在你要检查的表面上。气泡会实时移动。底部的度数显示会给出精确的俯仰和横滚数值。
- 打开声音引导,就能腾出手来。点声音图标打开邻近提示音。越接近水平,哔哔声越快;一到目标位置,就变成连续的音。当你把搁板托架顶在墙上、腾不出眼睛看屏幕时,这特别管用。
- 看不到屏幕时就用保持/冻结。单击气泡管冻结当前读数,会出现一个琥珀色的"保持"标记。这时你可以把视线移回手上的活儿,调整位置,再点一下解除冻结,看新的角度。
就这些。大多数活儿到第 5 步就够了。碰到别扭的角度、头顶上的搁板,或者有人在远处帮你挪东西你在这头看的时候,声音和保持功能才真正派上用场。
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水平面模式和铅垂模式:该用哪一个?
选错模式是最常见的失误。水平面模式同时看俯仰和横滚,所以适合任何水平的东西。铅垂模式只看俯仰,检查竖直的东西时用它。这个区别很重要。一根墙骨可能前后看着是直的,侧向却歪了,而只有一个模式能查出这一点。
水平面模式:检查水平
水平面模式显示一个圆形气泡管。气泡要停在中心圆圈里,才说明表面是水平的。它同时盯两个方向:朝你倾斜和侧向倾斜。地板、台面、家电、搁板,还有一切平放的东西,都用它。
读数会把俯仰和横滚分成两个数字给出。一块地板读数是 0.0° / 0.3°,说明它前后水平,但一侧稍微高了点。你就知道该往哪边垫,而不用瞎猜。
铅垂模式:检查竖直
铅垂模式显示一个高高的矩形气泡管,像柱式水平尺。它只看俯仰,因为检查竖直面时你把手机竖着拿,侧向的倾斜无所谓。墙面、门框、栅栏柱、桌腿,都用它。
把手机的边贴在竖直面上,屏幕朝着自己。气泡会左右移动,正中间就是铅垂。这里声音提示也能用,当你在大太阳下伸直手臂检查栅栏柱、看不清屏幕时很有帮助。
怎么让手机水平仪读数更准
一部校准过、在凉爽表面上拿稳的手机,每次都比没校准的强。现代设备校准后大约能到零点一度,家里的任何活儿都够用。四个习惯能拉开差距。
在你信得过的平面上校准
不要在你正要测量的那个面上校准。用一个你信得过的基准:玻璃餐桌、花岗岩台面,或加工过的金属板。把手机平放,等两秒让读数稳下来,再点"校准"。应用会把这个偏差记住,本次使用一直有效。
重新校准大约三秒钟,值得多做几次。手机温度一变就该做,比如你把它从暖和的院子拿进开着空调的屋里。温度会让传感器稍微偏一点,重新校准一下就能抵消。
把手机壳取下来
厚手机壳会把手机的一边垫高,让读数偏差零点几度。带卡槽的钱包式壳最容易出问题。普通硅胶壳一般没事。带支架或凸起摄像头的硬壳,放在光滑表面上会晃。要是你做的活儿精度要求很高,比如精工或精密档,先把壳取下来。
拿稳,等读数稳定
应用会对原始传感器数据做平均,抹掉手抖,所以读数会比快速移动慢半拍。读角度前先把手机拿稳一两秒。你能看着气泡慢慢停下来。要是手还在动就读,数字可能偏差零点几度。
让手机保持凉爽
手机一热就会漂移。屏幕全亮、开着定位、后台一堆应用,都会把传感器捂热。要做对精度有要求的活儿之前,先关掉用不上的应用,把屏幕调暗半分钟。读数会更稳。
手机水平仪能用来干什么?
家里的找平活儿,大多数手机水平仪都能应付,而且家里的活儿多半总有一处要找平。以下是它真正能顶事的地方。
- 挂画和挂镜子。在墙上做记号,把手机贴在相框边上,调到气泡居中为止。打开声音,就能双手一直扶着相框。
- 装搁板和托架。拧第二颗螺丝之前,先单独检查每个托架。托架的竖边用铅垂模式,搁板装上去后再用水平面模式查一遍。
- 给家电找平。冰箱、洗衣机、洗碗机要放平才能正常排水和运转。把手机放在顶上,读出角度,调节地脚。精工档(±0.3°)对任何家电都够准了。
- 装电视挂架。挂架歪一度,大屏幕上看起来就很别扭。拧紧之前把手机沿着上沿放好。精密档(±0.1°)能消掉任何看得出来的倾斜。
- 检查门框和窗洞。用铅垂模式,把手机边贴在框上。门老是关不严或开不住,常常就是门框不垂直。
- 立栅栏柱和平台柱。夯实之后把手机贴在柱子的每个面上,两个方向都查一下。开着声音,你就能盯着柱子,而不用盯屏幕。
- 给房车或拖挂车找平。把手机放在车内地板上,同时读俯仰和横滚。水平面模式一个界面就把两者都显示出来。
挂东西和装搁板的活儿,声音模式最能见效。双手都占着扶东西的时候,音调会告诉你什么时候到了水平,不用再找个人在屋子另一头念数字。
手机水平仪不够用的时候
手机水平仪很好用,但它确实有局限。它只测一个点的角度,而且默认它底下的表面是平的。测量仪器和激光水平仪能做到手机做不到的事,知道手机在哪儿到头,能帮你省下一笔冤枉钱。
大跨度和建筑施工
手机只测一个点的角度。一把 1.2 米的鱼雷水平尺或一台激光水平仪,能一次查完整段。一块板在中间用手机测可能读出完全水平,但在 3 米的跨度上照样会斜。做结构、支模板或浇混凝土,用正规的仪器。
精密工程和测量作业
机床对刀、仪器标定、测量作业,需要的精度都超过手机能给的。芯片在工作台上或许能读出很细的数字,但振动、发热和日常拿放会把实际误差放大。要比零点一度更严的活儿,用带证书的仪器。
多尘、潮湿或高温环境
工地上手机底下垫了砂粒,读数就会偏。手机放在太阳下或炉子边就会漂移。防水能力也因型号而异。这里有个简单的准则:任何你连手机都不愿意放下去的地方,就别拿手机当水平仪。
需要留存记录的时候
如果读数要交给承包商、验房师或保险公司,手机应用就不顶用了。正式的记录要用带证书、校准过的仪器。
手机水平仪真正的短板,通常在你的手法上,而不在传感器。把手机放好,等读数稳定,每次都能拿到一个平稳的数字。啪一下拍上去、还在晃就读,数字就会乱跳。对大多数活儿来说,你怎么放手机,比你用哪部手机更重要。
常见问题
- 手机水平仪和实体水平仪相比,能有多准?
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校准过的手机能读到大约零点一度,跟常见的气泡水平尺相当,比不少还要细。挂画、装搁板、给家电找平,这个精度绰绰有余。要做结构或测量、精度得远高于零点一度的活儿,就用专门的仪器。
- 用手机当水平仪需要下载应用吗?
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用 spiritlevel.pro 不用下载。在任何手机浏览器里打开,它就以渐进式网页应用的方式运行,首次访问后还能离线用。如果你更想用原生应用,iOS 和 Android 自带的指南针或测量应用里都有水平工具,只是容差选项更少,也没有声音引导。
- 为什么我的 iPhone 用水平仪应用还要授权?
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从 iOS 13 起,Safari 在让网页读取运动传感器数据之前会先征求同意,这是一项隐私保护。点"允许"只授予运动数据的访问权限,不涉及你的位置、摄像头或别的东西。这个权限一直有效,直到你清除浏览器历史记录。
- 没有网络能用手机当水平仪吗?
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能。第一次访问 spiritlevel.pro 之后,应用会通过 Service Worker 把自己缓存下来供离线使用。之后再打开完全不用联网。传感器就在手机上运行,读角度不经过任何服务器。所以在信号差的工地上也靠得住。
- 保持功能是什么,什么时候用?
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在气泡管上单击一下,就会把当前的俯仰和横滚锁定在屏幕上,同时出现一个琥珀色的"保持"标记,表示正在生效。任何你没法一边摆放东西一边看屏幕的时候都能用它。最常见的是把搁板托架顶在墙上,或者站在梯子上、需要腾出双手时检查柱子。