МИСТЕЦТВО
КРАСА ТА ЗДОРОВ'Я
РЕМЕСЛО
КУЛЬТУРА ТА ІСТОРІЯ
РОЗВАГИ
СЕРЕДОВИЩЕ
ЇЖА ТА НАПІЇ
ЗБОРНА ІНЖЕНЕРІЯ
НАУК
СПОРТ
ТЕХНОЛОГІЯ
НОСИМО
Spirit Level
Woody

Створено

Woody

2. серпень 2026NO
32
0
0
0
0

Spirit Level

Every other tool in this batch measures a distance against a man-made standard. The spirit level is the odd one out: it measures against gravity, which needs no calibration and never drifts.

US 35,298, Alvin Cahoon Jr. of Harwich, Massachusetts, granted 20 May 1862. The drawing sheet is headed simply “Spirit Level”; the patent indexes catalogue it as “Improvement in Combined Spirit-Levels”. Both are given here. The word combined is the claim: not one vial but a set, arranged so a single tool reads level AND plumb without being taken apart and re-set.

The physics is a bubble of air trapped in a barely-curved glass tube of spirit. The bubble rises to the highest point of the curve. Alcohol rather than water because it stays liquid below freezing and wets the glass evenly instead of sticking in droplets.

Початківець
45 minutes

Інструкції

1

Read the claim before you build

Cahoon claims a combination of vials in one stock, not a vial. Write down the two readings a combined level must give without being reset: level, and plumb.

2

Find a true reference edge

Lay the steel ruler on the board and look along it against the light. Any gap is error. You cannot build a level on a bent stock.

Матеріали для цього кроку:

Пласка дерев'яна дошкаПласка дерев'яна дошка1 штука

Необхідні інструменти ({count})

Сталева лінійкаСталева лінійка
3

Check the board with a real level

Rest the workshop level on the board. Note which way the bubble sits. This is your baseline.

Необхідні інструменти ({count})

Будівельний рівеньБудівельний рівень
4

Mark the vial seat

Mark a 100 mm seat along the centre of the board's top edge, square to the face.

Необхідні інструменти ({count})

Сталева лінійкаСталева лінійка
Перманентний маркерПерманентний маркер
5

Understand why the tube must curve

A perfectly straight tube gives a bubble that slams end to end with no middle position. The slight curve is what makes the reading proportional. Sketch both cases.

Матеріали для цього кроку:

Міліметровий папірМіліметровий папір1 аркуш
6

Bend a wire gauge to the curve

Bend a 120 mm steel wire into a very shallow arc, rise about 1 mm over its length. This is the curvature a vial needs.

Матеріали для цього кроку:

Оцинкований сталевий дрітОцинкований сталевий дріт0.2 метр

Необхідні інструменти ({count})

Сталева лінійкаСталева лінійка
7

Set the level on a known-flat surface

Place the surface plate down and rest the workshop level on it. Record the bubble position. A surface plate is the flattest thing in the workshop.

Необхідні інструменти ({count})

Повірна плитаПовірна плита
Будівельний рівеньБудівельний рівень
8

Reverse the level end for end

Turn the level 180° in place and read again. If the bubble reads differently, the level is out of true, not the surface. This reversal test is the whole art.

Необхідні інструменти ({count})

Будівельний рівеньБудівельний рівень
Повірна плитаПовірна плита
9

Shim a measured tilt

Slide one 0.10 mm feeler leaf under one end of the plate. Read the bubble shift.

Необхідні інструменти ({count})

Набір щупівНабір щупів
Повірна плитаПовірна плита
10

Build a sensitivity table

Add leaves in 0.10 mm steps to 0.50 mm, recording bubble travel each time. Plot it on graph paper. The slope IS the instrument's sensitivity.

Матеріали для цього кроку:

Міліметровий папірМіліметровий папір1 аркуш

Необхідні інструменти ({count})

Набір щупівНабір щупів
11

Convert the reading to an angle

Angle = rise over run. 0.10 mm over a 300 mm plate is 0.0003 radians, about 166 minutes of a degree — sorry, 1.1 minutes of arc. Compute yours and check it with the protractor sketch.

Матеріали для цього кроку:

Міліметровий папірМіліметровий папір1 аркуш

Необхідні інструменти ({count})

ТранспортирТранспортир
12

Test the plumb reading

Stand the level against a door frame. A combined level must read plumb from the same stock — that is Cahoon's claim in use.

Необхідні інструменти ({count})

Будівельний рівеньБудівельний рівень
13

Warm one end and watch it lie

Cup a hand over one end of the vial for a minute. The spirit expands and the bubble shrinks and moves. Temperature is a real error source, not a footnote.

Необхідні інструменти ({count})

Будівельний рівеньБудівельний рівень
14

History & Context

US 35,298, “Improvement in Combined Spirit-Levels”, Alvin Cahoon Jr., Harwich, Massachusetts, granted 20 May 1862.

The spirit level itself is far older — it is generally credited to Melchisédech Thévenot in the 1660s, and this blueprint does not claim Cahoon invented it. What the 1862 patent addresses is the practical nuisance of nineteenth-century site work: carrying several single-purpose levels, or stopping to re-seat a vial to check plumb after checking level.

Why alcohol. ‘Spirit’ is literal. Ethanol has a much lower freezing point than water, so the tool survives an unheated workshop, and its low surface tension lets the bubble slide cleanly instead of sticking — a water bubble jerks and lies.

The reversal test in step 8 is the important idea, and it generalises far beyond levels. It is a way to separate the error of the instrument from the error of the work using nothing but the instrument itself. The same trick calibrates straightedges, squares and, in Whitworth's three-plate method, the surface plate this blueprint stands on. When you cannot appeal to a higher standard, you appeal to symmetry.

Note that the level needs no reference object at all. Every other instrument in this batch is ultimately traceable to a physical artefact kept in a vault somewhere. The level is traceable to the planet.

Матеріали

3

Необхідні інструменти

6

CC0 Суспільне надбання

Це креслення випущено під ліцензією CC0. Ви можете вільно копіювати, змінювати, поширювати та використовувати цю роботу для будь-яких цілей без запиту дозволу.

Підтримайте мейкера, купуючи продукти через його креслення, де він отримує Комісію мейкера встановлену вендорами, або створіть нову ітерацію цього креслення та включіть його як зв'язок у власне креслення для розподілу доходу.

Обговорення

(0)

Увійти щоб приєднатися до обговорення

Завантаження коментарів...