CN102313534A

CN102313534A - 一种电子式倾角测量方法及装置

Info

Publication number: CN102313534A
Application number: CN2010102216430A
Authority: CN
Inventors: 沈行良
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 2010-07-08
Filing date: 2010-07-08
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明涉及一种电子式倾角测量方法，包括以下步骤：1)微处理器通过按键模块输入选择操作要求和显示方式命令，进行初始化；2)倾角传感器测量被测物的倾角数据，并将该数据发送给微处理器；3)微处理器对接受到的数据作非线性校正运算处理，得到角度数据，并将角度数据传送到液晶显示器；4)液晶显示器根据按键模块输入的“显示模式”命令，以不同的方式显示接受到的角度数据，该角度数据包括被测物体的绝对角度和相对变化角度。与现有技术相比，本发明具有结构简单、检测精度高、稳定性好、使用操作方便、噪声低、抗冲击能力强、环境适应能力强等优点。

Description

一种电子式倾角测量方法及装置

技术领域

本发明涉及一种倾角测量方法及装置，尤其是涉及一种电子式倾角测量方法及装置。

背景技术

倾角测量或者角度测量是一种用途非常广泛的测量工具。尤其在建筑、工业和军事领域方面使用，测量精度和稳定性直接影响到产品质量好坏和定位准确性，是一个至关重要的数据。改进测量方式，进一步提高仪表测量精度和稳定性，使用方便，便于携带，一直是仪表使用者所追求的理想，也是测量技术不断提高的要求。

MEMS(微电子机械系统)技术作为近期发展的新技术，是一种把微型机械元件与电子电路集成在同一颗芯片上的半导体技术，具有电气和机械两种特性。把该项技术应用于倾角传感器，有以下特点：

1、检测精度大为提高、稳定性好、低噪声、抗冲击能力强。

2、仪表的检测结构大为简化，便于仪表的生产制造、调试和标定。

3、同时测量二个方向的倾角值变化，有利于整体测量物体位置。

4、适用于有较大温度变化、振动、很高的湿度和机械震动的恶劣环境。

MEMS技术虽然有很多技术优势，但也存在着一些缺点：实际值与测量值存在着非线性关系，影响了局部区域数据分辨率，也难以直接与其他仪表匹配。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷，把MEMS技术用于倾角测量装置，而提供一种结构简单、检测精度高、稳定性好、噪声低、抗冲击能力强、环境适应能力强的电子式倾角测量方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电子式倾角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)微处理器通过按键模块输入选择操作要求和显示方式命令，进行初始化；

2)倾角传感器测量被测物的倾角数据，并将该数据发送给微处理器；

3)微处理器对接受到的数据作非线性校正运算处理，得到角度数据，并将角度数据传送到液晶显示器；

4)液晶显示器根据按键模块输入的“显示模式”命令，以不同的方式显示接受到的角度数据。

所述的步骤3)中的微处理器对接受到的数据作非线性校正运算处理过程如下：把接受到的数据乘系数后再作反正弦函数运算得到角度值。

采用查表方法实现接受到的数据运算到角度值的过程。

所述的步骤4)中的显示模式包括“一维显示模式”、“二维显示模式”。

所述的步骤3)的角度数据包括被测物体的绝对角度和相对变化角度。

一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，该装置包括倾角传感器、微处理器、液晶显示器、按键模块、电源模块，所述的微处理器分别与倾角传感器、液晶显示器、按键模块连接，所述的微处理器上设置有数据接口模块，所述的电源模块分别与倾角传感器、微处理器、液晶显示器连接。

所述的倾角传感器为基于3D-MENS技术的SCA 100，所述的按键模块包括功能键、选择键、电源开关键和液晶显示器背光灯开关键。

所述的微处理器为PIC18F2520。

还包括外壳，所述的外壳上设有夹具机构，外壳通过该夹具机构固定在被侧物体上。

所述的电源开关键和液晶显示器背光灯开关键，经微处理器控制电源模块和液晶显示器背光灯的开关控制端。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、检测精度大为提高、稳定性好、低噪声、抗冲击能力强；

2、仪表的检测结构大为简化，便于仪表的生产制造、调试和标定；

3、同时测量二个方向的倾角值变化，有利于整体测量物体位置；

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1所示，一种二维电子倾角测量装置，包括倾角传感器1、微处理器2、液晶显示器3、按键模块5、电源模块6、外壳，所述的微处理器2分别与倾角传感器1、液晶显示器3、按键模块5连接，所述的微处理器2上设置有数据接口模块4，所述的电源模块6转换为几个不同的电压等级和电源开关控制端，分别供给倾角传感器1、微处理器2、液晶显示器3。所述的倾角传感器1为SCA 100，所述的按键模块5包括功能键、选择键、电源开关键和液晶显示器背光灯开关键。微处理器2接受按键模块5的命令作相关处理，功能键与选择键这两个键的复合，实现显示一维、二维、数据值置零和计量标定。数据值置零用于测量相对角度值而设置数据零位点。计量标定用于本装置的数据值精度标定。所述的微处理器2为PIC18F2520，是采用纳瓦技术的低功耗微处理器器件。

所述的电源模块6上设有电源开关控制端，所述的液晶显示器3上设有液晶显示器背光灯开关控制端。所述的电源开关键和液晶显示器背光灯开关键，经微处理器控制电源模块6和液晶显示器3背光灯的开关控制端，设计了智能型LCD背光灯的开关控制及整机省电控制电路。

该装置采用锂电池供电，便于携带，但电池供电是单一电压，不能满足LCD和整机供电的电压等级，电源部分作了几种不同电压转换和稳压。外壳由铝浇铸而成，适合在恶劣环境下使用，且外壳上还设置有夹具结构方便地固定在被测物体上。

如图2所示，一种电子式倾角测量方法，包括以下步骤：

4)液晶显示器根据按键模块输入的“显示模式”命令，以不同的方式显示接受到的角度数据。高精度地显示被测物体的绝对角度和相对变化角度。并应用于工业和军事方面测量物体的倾角。

Claims

1.一种电子式倾角测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种电子式倾角测量方法，其特征在于，所述的步骤3)中的微处理器对接受到的数据作非线性校正运算处理过程如下：把接受到的数据乘系数后再作反正弦函数运算得到角度值。

3.根据权利要求2所述的一种电子式倾角测量方法，其特征在于，采用查表方法实现接受到的数据运算到角度值的过程。

4.根据权利要求1所述的一种电子式倾角测量方法，其特征在于，所述的步骤4)中的显示模式包括“一维显示模式”、“二维显示模式”。

5.根据权利要求1所述的一种电子式倾角测量方法，其特征在于，所述的步骤3)的角度数据包括被测物体的绝对角度和相对变化角度。

6.一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，该装置包括倾角传感器、微处理器、液晶显示器、按键模块、电源模块，所述的微处理器分别与倾角传感器、液晶显示器、按键模块连接，所述的微处理器上设置有数据接口模块，所述的电源模块分别与倾角传感器、微处理器、液晶显示器连接。

7.根据权利要求6所述的一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，所述的倾角传感器为基于3D-MENS技术的SCA 100，所述的按键模块包括功能键、选择键、电源开关键和液晶显示器背光灯开关键。

8.根据权利要求6所述的一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，所述的微处理器为PIC18F2520。

9.根据权利要求6所述的一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，还包括外壳，所述的外壳上设有夹具机构，外壳通过该夹具机构固定在被侧物体上。

10.根据权利要求7所述的一种二维电子倾角测量装置，其特征在于，所述的电源开关键和液晶显示器背光灯开关键，经微处理器控制电源模块和液晶显示器背光灯的开关控制端。