CN101561264A - 角度测量仪及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种角度测量仪，包括转动部、底座、传感模块、控制模块和显示模块，所述转动部和底座之间为转动连接，所述转动部和底座分别设置有光线发射器，所述传感模块与转动部和底座相连接；所述控制模块与传感模块电连接；所述显示模块与控制模块电连接。本发明还提供一种角度测量方法，包括步骤：转动部相对底座转动，形成测量夹角；传感模块根据转动部转动产生相应的电信号，并将该电信号传输至控制模块；控制模块将电信号转化为角度测量值，并将该角度测量值发送至显示模块；显示模块对角度测量值进行显示。本发明能有效提高角度测量仪角度测量的精确度。

Description

角度测量仪及测量方法

技术领域

本发明涉及测量领域，特别涉及一种角度测量仪及测量方法。

背景技术

在日常生活及工业建设中，人们经常需要使用角度测量仪测量某一夹角的角度。现有的一种角度测量仪包括转动部和底座，底座和转动部分别固定刻度盘和指针，转动部和底座分别固定一激光发射器，激光发射器能够发出激光。使用该角度测量仪测量待测夹角时，转动角度测量仪转动部，转动部上固定的激光发射器随之转动并发射出激光，底座上的激光发射器也发射出激光，两束激光之间形成与待测夹角相应的夹角。转动部上的指针随转动部的转动，在刻度盘上指示一角度值，该角度值反映待测夹角的角度。当两激光发射器发出的激光重合或呈0°角时，指针指向刻度盘的0°位置。但现有角度测量仪采用机械方式测量和读数，误差较大，测量精确度不高。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种角度测量仪和角度测量方法，以减少误差、提高测量精确度。

本发明所述的角度测量仪，包括转动部和底座，所述转动部和底座之间为转动连接，所述转动部和底座分别设置有光线发射器，所述角度测量仪还包括传感模块、控制模块和显示模块；所述传感模块与转动部和底座相连接，用于根据转动部与底座之间的转动角度产生电信号，并将该电信号发送至控制模块；所述控制模块与传感模块电连接，用于将电信号转化为角度测量值并发送至显示模块；所述显示模块与控制模块电连接，用于对角度测量值进行显示。

优选地，所述角度测量仪还包括：至少一水平显示装置和/或至少一水平调节装置；所述水平显示装置设置在转动部的顶部，用于显示所述角度测量仪是否水平放置；所述水平调节装置设置在底座上调节所述角度测量仪，使所述角度测量仪水平放置。

优选地，所述角度测量仪还包括方向感应模块，所述方向感应模块与控制模块电连接，用于根据转动部转动的方向产生方向信号；所述控制模块根据方向信号控制显示模块显示角度测量值的方向。

为更好地解决现有技术中存在的上述问题，本发明还提供一种角度测量方法，通过使用角度测量仪实现对角度的测量，所述角度测量仪包括转动部、底座、传感模块、控制模块和显示模块；还包括步骤：

步骤S1、转动部相对底座转动，形成测量夹角；

步骤S2、传感模块根据转动部转动产生相应的电信号，并将该电信号传输至控制模块；

步骤S3、控制模块将电信号转化为角度测量值，并将该角度测量值发送至显示模块；

步骤S4、显示模块对角度测量值进行显示。

其中，所述步骤S3进一步包括步骤：

步骤S31、转动部转动，方向感应模块根据转动部转动的方向产生方向信号；

步骤S32、控制模块根据方向信号控制显示模块显示角度测量值的方向。

在本发明提供的角度测量方法中，所述步骤S32进一步包括步骤：所述控制模块根据方向信号的变化，实现对方向信号的识别，并根据方向信号的变化调整显示模块显示角度值的显示方向。

本发明通过采用机电转化方式测量角度，并将测量角度通过液晶显示屏或数码管进行显示，比单纯采用机械方式测量角度结果更加精确。

附图说明

图1是本发明角度测量仪第一实施例的结构示意图；

图2是本发明角度测量仪第一实施例的电路示意图；

图3是本发明角度测量仪第二实施例的结构示意图；

图4是本发明角度测量仪第二实施例的底座的底部结构示意图；

图5是本发明角度测量仪第三实施例的电路示意图；

图6是本发明角度测量仪第四实施例的底部结构示意图；

图7是本发明实施例角度测量方法的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

本发明实施例提供的角度测量仪，通过机电转化方式测量角度，并将测量角度通过液晶显示屏或数码管进行显示，可大大提高测量角度的精确度。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

如图1所示，本实施例的角度测量仪包括转动部202和底座201，转动部202与底座201之间为转动连接。转动部202设置有第一光线发射器204，与转动部202的相对位置固定，随着转动部202转动；底座201设置有第二光线发射器203，与底座201的相对位置固定；当第一光线发射器204随着转动部202转动一个角度后，第一光线发射器204与第二光线发射器203分别发射出的激光形成与转动部202转动的角度相应的测量夹角。

如图2所示，本发明第一实施例的电路示意图，为了测量角度更加精确，本实施例的角度测量仪还包括传感模块101、控制模块102和显示模块103，传感模块101与控制模块102电连接，将转动部202与底座201之间的转动角度转化为电信号并发送至控制模块102，控制模块102将电信号转化为角度测量值并发送至显示模块103，显示模块103设置在转动部202的顶部，对角度测量值进行显示。

传感模块101采用线性电位器，线性电位器包括基底环片，基底环片上设置有电刷。基底环片中具有两条同心导电环带，一条导电环带作为线性电阻环，另一条导电环带作为分压取值电阻。基底环片与底座201相连，电刷与转动部202相连，转动部202转动时，带动电刷在基底环片上转动相应角度，改变线性电位器的电阻，进而产生相应电压。传感模块101将产生的电压发送至控制模块102。控制模块102接收传感模块101发送的与被测角度具有对应关系的电压值，经模数转换形成对应的角度测量值。显示模块103根据控制模块102输出的角度测量值进行显示。

根据需要，传感模块101还可采用电容传感器、光电或光栅传感器、电磁耦合传感器等。采用电位传感器实现传感模块101，电位传感器输出电压随角度变化而变化，控制模块102做模数转换运算，计算角度测量值；采用电容传感或容栅传感器实现传感模块101，电容传感或容栅传感器的输出电容随旋转角度变化而变化，电容变化可转换为电压变化或频率变化，控制模块102做模数转换或频率转换为数字的运算，计算角度测量值；采用光电传感或光栅传感器实现传感模块101，光电传感或光栅传感器的输出脉冲信号随旋转角度变化而变化，控制模块102对脉冲信号计数，产生角度测量值；采用电磁耦合传感器实现传感模块101，电磁耦合传感器输出电磁场随旋转角度变化而变化，电容变化可转换电压变化或频率变化，控制模块102检测电压变化量或频率变化量并运算产生角度测量值结果。

实施例二

为了更好的实现角度测量仪对水平面上的物体进行角度测量，本发明在第一实施例的基础上提供第二实施例。

如图3和图4所示，角度测量仪还包括水平显示装置和水平调节装置。水平显示装置设置在转动部202的顶部，包括第一水平水泡盒206和第二水平水泡盒207，第一水平水泡盒206与第二水平水泡盒207之间可以相互垂直，或者呈一角度。这里的第一水平水泡盒206与第二水平水泡盒207也可采用水平水银泡盒替代。

本实施例采用三组水平调节装置，第一组水平调节装置包括第一旋钮208和第一支撑脚210，第二组水平调节装置包括第二旋钮209和第二支撑脚211，第三组水平调节装置包括第三旋钮(图中未示)和第三支撑脚212，第一旋钮208、第二旋钮209和第三旋钮(图中未示)设置在底座201上，第一支撑脚210、第二支撑脚211和第三支撑脚212设置在底座201的底部。第一旋钮208与第一支撑脚210螺纹连接控制第一支撑脚210伸缩，第二旋钮209与第二支撑脚211螺纹连接控制第二支撑脚211伸缩，第三旋钮(图中未示)与第三支撑脚212螺纹连接控制第三支撑脚212伸缩。在对被测物体进行测量角度时，转动部202的顶部的第一水平水泡206盒和第二水平水泡207盒可供使用者观察角度测量仪放置的平面是否水平，当水泡在第一水平水泡盒206的中间，水泡在第二水平水泡盒207的中间时，表明角度测量仪水平放置；当水泡不在水平水泡盒的中间时，表明角度测量仪并未水平放置，旋转第一旋钮208、第二旋钮209和第三旋钮(图中未示)，调解第一支撑脚210、第二支撑脚211和第三支撑脚212分别伸缩，直到水泡位于第一水平水泡盒206的中间，水泡位于第二水平水泡盒207的中间，角度测量仪水平放置。第一水平水泡盒206和第二水平水泡盒207还可以设置在转动部202的侧部。水平调节装置的组数还可以是一组、两组、四组或者四组以上。

实施例三

为了方便使用者观察角度测量仪测量所测量的值，本发明在第一实施例电路基础上进行改进，从而提供第三实施例。

如图5所示，本角度测量仪还包括方向感应模块104，方向感应模块104与控制模块102电连接；转动部202转动，方向感应模块104根据转动部转动的方向产生方向信号，并将方向信号传输至控制模块102，控制模块102根据方向信号的变化，从而调整显示模块103显示角度测量值的方向，从而方便用户观察。本实施例其他部件或者模块与前述实施例类似，故不赘述。

实施例四

用户在测量角度时，可能会将角度测量仪放置在墙面、立柱等直立面上。为了方便用户使用角度测量仪，本发明提出第四实施例。

如图6所示，本实施例的角度测量仪还包括固定模块(图中未示)，固定模块设置在底座201上。固定模块包括第一固定环213、第二固定环214和第三固定环215，第一固定环213、第二固定环214和第三固定环215活动连接在底座201的底部，能够伸缩。第一固定环213、第二固定环214和第三固定环215能够通过悬挂等方式将角度测量仪固定，使用户能够稳定的测量角度。

在上述实施例的基础上，本实施例提供一种角度测量方法，从而使测量的角度值更为准确。如图7所示，该实施例所提供的角度测量方法包括以下步骤：

步骤S1、转动部202根据用户操作相对底座201转动，所述转动部202上的第一光线发射器204和底座201上的第二光线发射器203所发射出的光线之间形成测量夹角；

步骤S2、传感模块101根据转动部202相对底座201转动产生相应的电信号，并将该电信号传输至控制模块102；

步骤S3、控制模块102将电信号转化为角度测量值，并将该角度测量值发送至显示模块103；

步骤S4、显示模块103对角度测量值进行显示。

其中，所述步骤S3进一步包括以下步骤：

步骤S31、方向感应模块104根据转动部转动的方向产生方向信号；

步骤S32、控制模块102根据方向信号控制显示模块103显示角度测量值的方向。

其中步骤S32进一步包括：所述控制模块102检测方向信号的变化，从而实现对方向信号的识别，并根据方向信号调整显示模块103显示角度值的显示方向。

以上实施例中，第一光线发生器204和第二光线发射器203可采用激光发射器、红外线发射器或其他光线发射器。控制模块102可以采用DSP、FPGA、MCU、ARM或其他可编程模块实现。显示模块103采用液晶显示屏205、LCD或数码管，用电数字的形式显示角度测量值。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1、一种角度测量仪，包括转动部和底座，所述转动部和底座之间为转动连接，所述转动部和底座分别设置有光线发射器，其特征在于，

还包括传感模块、控制模块和显示模块；所述传感模块与转动部和底座相连接，用于根据转动部与底座之间的转动角度产生电信号，并将该电信号发送至控制模块；所述控制模块与传感模块电连接，用于将电信号转化为角度测量值并发送至显示模块；所述显示模块与控制模块电连接，用于对角度测量值进行显示。

2、根据权利要求1所述的角度测量仪，其特征在于，还包括：

至少一水平显示装置和/或至少一水平调节装置；

所述水平显示装置设置在转动部的顶部，用于显示所述角度测量仪是否水平放置；

所述水平调节装置设置在底座上调节所述角度测量仪，使所述角度测量仪水平放置。

3、根据权利要求2所述的角度测量仪，其特征在于，所述水平调节装置包括旋钮和支撑脚，所述旋钮设置在底座上，所述支撑脚设置在底座的底部，所述旋钮控制支撑脚伸缩。

4、根据权利要求1所述的角度测量仪，其特征在于，还包括：

至少一固定装置，所述固定装置设置在底座上，用于使角度测量仪固定；所述固定装置是活动连接在底座底部的固定环。

5、根据权利要求1至4任一项所述的角度测量仪，其特征在于，还包括：

方向感应模块，所述方向感应模块与控制模块电连接，用于根据转动部转动的方向产生方向信号；所述控制模块根据方向信号控制显示模块显示角度测量值的方向。

6、一种角度测量方法，其特征在于，通过使用角度测量仪实现对角度的测量，所述角度测量仪包括转动部、底座、传感模块、控制模块和显示模块；还包括步骤：

步骤S1、转动部相对底座转动，形成测量夹角；

步骤S2、传感模块根据转动部转动产生相应的电信号，并将该电信号传输至控制模块；

步骤S3、控制模块将电信号转化为角度测量值，并将该角度测量值发送至显示模块；

步骤S4、显示模块对角度测量值进行显示。

7、根据权利要求6所述的角度测量方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括步骤：

所述转动部相对底座转动，所述转动部上的光线发射器和底座上的光线发射器所发射出的光线之间形成测量夹角。

8、根据权利要求6所述的角度测量方法，其特征在于，还包括步骤S3进一步包括步骤：

步骤S31、所述角度测量仪上的方向感应模块根据转动部转动的方向产生方向信号；

步骤S32、控制模块根据方向信号控制显示模块显示角度测量值的方向。

9、根据权利要求8所述的角度测量方法，其特征在于，所述步骤S32进一步包括步骤：

所述控制模块根据方向信号的变化，实现对方向信号的识别，并根据方向信号的变化调整显示模块显示角度值的显示方向。

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