Mehurčasta tehtnica je merilni instrument, ki se uporablja za preverjanje, ali je montažna površina stroja ali površinska plošča resnično ravna, ter za določanje smeri in velikosti morebitnega naklona. Strukturno je instrument sestavljen iz osnovnega okvirja, izdelanega iz visokokakovostnega jekla-; po natančni obdelavi mora biti spodnja površina te podlage popolnoma ravna. V središču podnožja je nameščena vzdolžna, ukrivljena steklena cev; nekateri modeli imajo tudi dodatno, manjšo prečno stekleno cev, ki je pritrjena na levi konec. Cev je napolnjena z etrom ali alkoholom in vsebuje majhen zračni mehurček, ki se vedno usede na najvišjo točko v epruveti. Graduirane oznake so napisane na stekleni cevi na obeh straneh mehurčka. Običajno se med namestitvijo stroja v industrijskih okoljih običajno uporabljajo nivoji z mehurčki z občutljivostjo 0,01 mm/m, 0,02 mm/m, 0,04 mm/m, 0,05 mm/m, 0,1 mm/m, 0,3 mm/m in 0,4 mm/m. Ta ocena občutljivosti pomeni, da ko je libela postavljena na 1-meter-dolgo ravnilo ali površinsko ploščo, višinska razlika, ki ustreza določeni vrednosti občutljivosti na enem koncu-na primer 0,01 mm/m-označuje navpično odstopanje 0,01 mm med obema koncema ravnila ali plošče (enakovredno kotno odstopanje 2 ločnih sekund). Posledično se bo mehurček za vsak 1-metrski razpon, ki kaže višinsko razliko *h* milimetrov, premaknil za ustrezno število razdelkov na lestvici. Temeljno načelo, ki stoji za nivojem mehurčkov, temelji na inherentni značilnosti zračnega mehurčka v stekleni cevi, da se dosledno postavlja na najvišjo točko.
Da bi dosegli večji premik mehurčka za dani kot naklona-in s tem zagotovili "visoko občutljivost"-je treba preprosto povečati polmer ukrivljenosti (*R*) steklene cevi. Na primer, če mehurčkasta libela vsebuje razdelke na lestvici, ki so razmaknjeni 2 mm in ima občutljivost 0,01 mm/m, to ustreza višinski razliki 2 ločnih-sekund na razponu 1-metra. To pomeni, da je polmer ukrivljenosti mehurčaste cevi 206,185 metra. Medtem ko je cev nameščena znotraj okvirja, so različne ocene občutljivosti dosežene z različnimi polmeri ukrivljenosti, občutljivost pa ni neposredno odvisna od fizične dolžine samega okvirja. Pred uporabo vodne tehtnice jo je treba najprej pregledati. Nibelo postavite na ravno površino in zabeležite položaj mehurčka na lestvici; nato libelo zavrtite za 180 stopinj in jo postavite na popolnoma isto mesto, da opravite drugo branje. Če se odčitki ujemata, to pomeni, da je poravnava med podnožjem nivoja in mehurčasto cevjo pravilna. V nasprotnem primeru je treba za kalibracijo naprave uporabiti vijake za natančno nastavitev, dokler odčitki niso identični, preden lahko opravite meritve. Za preverjanje natančnosti libele lahko uporabite sinusni stolpec v kombinaciji z merilnimi bloki za določitev znanega referenčnega kota. Poleg tega lahko za merjenje večjih naklonskih kotov uporabite sinusni drog v povezavi z vodno tehtnico.
Sodobne vodne tehtnice služijo kot alternativa tradicionalnim merilnikom nagiba z mehurčasto-cevjo in se vse pogosteje uporabljajo pri gradnji cest, mehanskem meroslovju, gradbeništvu, poravnavi industrijskih ploščadi, raziskovanju nafte, obrambni proizvodnji, ladjedelništvu in drugih aplikacijah, ki zahtevajo natančen naklon ali izravnavo glede na referenčni okvir-na osnovi gravitacije.
Glede na gradbene materiale lahko vodne tehtnice na splošno razdelimo na plastične in steklene tehtnice. Plastični nivoji na splošno nudijo nižjo natančnost, medtem ko stekleni nivoji zagotavljajo bistveno večjo natančnost. Visoko{2}}kakovostne, visoko{3}}natančne vodne tehtnice, ki so na voljo na mednarodnih trgih, vključujejo znamke, kot so SOLA, BOSCH, ECONNS, EPOCH in RISUX. Pomembne domače blagovne znamke med drugim vključujejo Dongfang Precision, Changcheng in Hengrui.
Elektronske nivelire so specializirani instrumenti, zasnovani za visoko{0}}natančno merjenje površin obdelovalnih strojev-, kot so tisti, ki jih najdemo na NC stružnicah, rezkalnih strojih, obdelovalnih centrih in koordinatnih merilnih strojih (CMM). Te naprave imajo izjemno visoko občutljivost; ob predpostavki merilnega območja, ki omogoča odstopanje ±25 razdelkov lestvice, omogočajo natančno merjenje obdelovancev pod pogojem, da naklon ostane znotraj tega specifičnega kotnega območja. Primarni principi delovanja elektronskih nivojev so običajno induktivni ali kapacitivni. Poleg tega jih je mogoče glede na smer merjenja razvrstiti v eno-dimenzionalne (eno-osi) in dvo-dimenzionalne (dvo-osne) elektronske ravni. Merilna komponenta elektronske tehtnice je sestavljena predvsem iz ohišja, mikrometričnega mehanizma za prilagajanje in elektronskega senzorja z mehurčkom-. Medtem ko elektronski senzor mehurčkov opravlja podobno funkcijo kot mehurčkasta cev v običajni vodni tehtnici, se njegova notranja zgradba in oblika bistveno razlikujeta.
Induktivno načelo: ko se podstavek vodne tehtnice nagne-zaradi naklona obdelovanca, ki ga merite-notranje nihalo ali senzorski element premakne položaj; ta premik povzroči ustrezno spremembo v izhodni napetosti indukcijskih tuljav naprave. Načelo merjenja kapacitivnega senzorja nivoja temelji na krožnem nihalu, ki prosto visi na tanki niti; pod vplivom Zemljine gravitacije ostane nihalo v stanju brez trenja. Elektrode so nameščene na obeh straneh nihala; ko so reže na obeh straneh enake, je kapacitivnost uravnotežena. Če pa je senzor nivoja nagnjen-zaradi orientacije obdelovanca, ki se meri-se razdalje teh dveh rež spremenijo, kar povzroči razliko v kapacitivnosti, ki ustreza kotnemu odstopanju.
