CN102798335B - 建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法及装置，包括主尺，在主尺上设置有滑槽，在主尺上设置有可在滑槽内自由滑动的滑尺，主尺和滑尺上粘接有矩形绕组，在滑尺上设置有控制存储器；在主尺的两端设置有定位杆，在定位杆上设置有固定的定片和可旋转的动片，利用工程量自动测量仪，可直接测量设计图纸上的直线距离和角度，然后通过控制存储器将数据将测量出来的数据显示在显示器上，可直观的读取测量的数据；本发明与现有技术相比，本发明不仅具有结构简单，安全可靠的优点，而且设计巧妙、操作简单、测量方便、准确性高，可直接读取数据等优点。

Description

建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法及装置

技术领域

本发明的一种建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法及装置，属于测量建筑工程量技术领域。

背景技术

目前，建筑工程的工程量计算主要是依据设计图纸，而目前从设计图纸上获取工程量的方法都是用比例尺量取后通过统计计算后确定，因为测取工程量的工作完全是手工操作，十分繁杂辛苦，准确性不高，经常性的由于操作不当，产生测量误差，所以现有的测量工程量的方法还是不够完善。

发明内容

本发明的发明目的是：提供一种结构简单、安全可靠、操作方便、准确性高，可直接读取数据的建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法及装置，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：一种建筑工程量测量仪，包括主尺，主尺上设置有滑槽，在主尺上设置有可在滑槽内自由滑动的滑尺，在主尺上粘接有矩形绕组，在滑尺上粘接有正弦矩形绕组和余弦矩形绕组，在滑尺上设置有控制存储器；在主尺的两端设置有定位杆，在定位杆上设置有固定的定片和可旋转的动片。

主尺的矩形绕组节距为2mm。

定片和动片相互平行。

控制存储器所计算出的数据通过显示器显示。

一种建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法，利用建筑工程量测量仪从建筑工程的设计图纸上测量直线距离和角度，具体测量步骤如下：

（1）当测量设计图纸上的直线距离时，首先在滑尺的正弦矩形绕组和余弦矩形绕组上分别加上两个同频率、同幅值而相位差为90°的交流电压uA、uB，此时在主尺的矩形绕组上将产生感应电动势，将主尺一端的定位杆定位在测量的起始位置，然后滑动滑尺，设滑尺位移x，在空间上对应的电角度为θ，则因正弦矩形绕组产生的感应电动势为KUmsinωtcosθ，余弦矩形绕组产生的感应电动势为KUmcoωtcos(θ+90°)，式中K为主尺与滑尺的电磁耦合系数，根据叠加原理，主尺上感应产生的电动势e为二者之和，

式中，K、Um、ω、T通常均为恒值，若设一个节距T对应2π电角度，则移位x对应的电角度这样主尺的输出电压e即与位移x存在确定的函数关系，由e即可测出位移x，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示测量的数据；

（2）当测量设计图纸上的角度时，利用建筑工程量测量仪上设置的定片和动片做电极，构成一个电容器，其电容量为当动片转动并产生一定的角位移θ时，两极板间覆盖面积S就改变，因而改变了两极板间的电容量，由此可见C_θ与角位移θ呈线性关系，通过测量电容量变化可测量出极板角位移，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示出测量的数据；

由于采用了上述技术方案，本发明利用工程量自动测量仪，可直接测量设计图纸上的直线距离和角度，然后通过控制存储器将数据将测量出来的数据显示在显示器上，可直观的读取测量的数据；由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，本发明不仅具有结构简单，安全可靠的优点，而且设计巧妙、操作简单、测量方便、准确性高，可直接读取数据等优点。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为主尺及缠绕在主尺上矩形绕组的结构示意图；

图4为滑尺及缠绕在滑尺上矩形绕组的结构示意图；

图5为测量角度时动片和定片的结构示意图；

图6为运算测量电路原理图；

图7为工程量自动测量仪原理结构图；

附图标记说明：1-主尺，2-滑槽，3-滑尺，4-矩形绕组，5-定位杆，6-定片，7-动片，8-控制存储器，9-显示器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，但不作为对本发明的限制。

本发明的实施例：一种建筑工程量测量仪，包括主尺1，主尺1上设置有滑槽2，在主尺1上设置有可在滑槽2内自由滑动的滑尺3，在主尺1上粘接有矩形绕组4，在滑尺3上粘接有正弦矩形绕组A和余弦矩形绕组B，在滑尺3上设置有控制存储器8；在主尺1的两端设置有定位杆5，在定位杆5上设置有固定的定片6和可旋转的动片7。

主尺1的矩形绕组节距T为2mm。

定片6和动片7相互平行。

控制存储器8所计算出的数据通过显示器9显示。

定位杆5的一端为尖头，方便测量时定位，不会因为滑动影响测量数值。

本发明中所述的控制存储器8采用MC-51型单片机为控制器核心，控制器具有计数、读数、运算与存储、显示功能。如图7所示，K1为长度测量选择、K2为面积测量选择、K3为角度测量选择、K4为数据存储按钮、K5为数据读取按钮，K6为系统清零按钮；控制器还具有以下功能：1、比例设置功能：能根据图纸比例设置所需要比例，以便直接获取数据；2、分组存储功能：能根据需要，分组存储多组数据，由控制存储器8计算出来的数据可直接通过显示器9显示出来，使工作人员读取更为方便。

本发明中，主尺1和滑尺3由现有的直尺制作而成，主尺1和滑尺3均粘有用印制电路方法制成的矩形绕组，主尺1与滑尺3面对面地安装，间距为(0.25±0.05)mm，主尺1的矩形绕组节距T为2mm，滑尺3较短，有左、右两个绕组，一个为正弦矩形绕组A，另一个为余弦矩形绕组B，当其中一个绕组与主尺1的矩形绕组对正时，另一个就相差1／4节距(T／4)，即在空间相差90°电角度，如图3和图4所示，鉴相测量方式是在滑尺A、B两励磁绕组分别加上两个同频率、同幅值而相位差为90°的交流电压uA、uB，其中uA＝Umsinωt，uB＝Umcosωt；

当测量设计图纸上的直线距离时，首先在滑尺3的正弦矩形绕组A，和余弦矩形绕组B分别加上两个同频率、同幅值而相位差为90°的交流电压uA、uB，此时在主尺1的矩形绕组上将产生感应电动势，将主尺的一端的定位杆定位在测量的起始位置，然后滑动滑尺3，设滑尺位移x，在空间上对应的电角度为θ，则因绕组A产生的感应电动势为KUmsinωtcosθ，因绕组B产生的感应电动势为KUmcoωtcos(θ+90°)(由于A、B两绕组在空间上差90°电角度)。式中K为主尺1与滑尺3的电磁耦合系数，根据叠加原理，主尺1上感应产生的电动势e为二者之和，

式中，K、Um、ω、T通常均为恒值，若设一个节距T对应2π电角度，则移位x对应的电角度这样主尺1的输出电压e即与位移x存在确定的函数关系，由e即可测出位移x，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示测量的数据；一般以正弦激励信号的过零信号去启动计数器，用主尺1绕组输出电压的过零信号去关闭计数器，计数器此时所计的数值便和位移x成正比，通过读取计数器所累计的数值便可检测出主尺1与滑尺3的相对位移量x。

通过测量出的直线距离从而可对矩形面积进行测量，按下式可求出，S＝b·h，b--棱边，h—对边间距离，实际操作中，按下面积测量按钮，分别测量b，h后，再按下数据存储按钮，该面积数据被读入存储器，重复上述步骤，可分别测量各个面积值并累计存入存储器。

（2）当测量设计图纸上的角度时，利用建筑工程量测量仪上设置的定片6和动片7做电极，构成一个电容器，定片6和动片7可用两块金属平板制作而成，其电容量为C---电容量、S---极板间相互覆盖面积、d---两极板间距离、ε---两极板间介质的介电常数、ε0---真空的介电常数、εr---介质的相对介电常数，ε=ε0·εr，对于空气介质εr=1、由上式可见：在d、S、ε三个参数中，保持其中两个不变，改变另一个参数就可以使电容量C改变，当动片转动并产生一定的角位移θ时，两极板间覆盖面积S就改变，因而改变了两极板间的电容量，由此可见C_θ与角位移θ呈线性关系，通过测量电容量变化可测量出极板角位移，但是由于电容量数值范围过小，数值不容易测量，现在在运算测量电路中添加放大器，如图6所示，由运算放大器反馈原理可知，当运算放大器输入阻抗很高，增益很大时，则认为运算放大器输入电流I＝0，因此下式成立

$\frac{U_{\mathrm{SC}}}{E}=-\frac{Z_{\mathrm{\θ}}}{Z_0}=-\frac{C_0}{C_{\mathrm{\θ}}}$

以带入上式，得 $U_{\mathrm{SC}}=-E\frac{3.6\mathrm{\πd}{C}_0}{\mathrm{\ϵS}(1-\mathrm{\θ}/\mathrm{\π})}=-E\frac{C_0}{C_{00}}\frac{1}{(1-\mathrm{\θ}/\mathrm{\π})},$ 计算后，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示测量的数据。

Claims (2)

1.一种建筑工程量测量仪，包括主尺（1），其特征在于：主尺（1）上设置有滑槽（2），在主尺（1）上设置有可在滑槽（2）内自由滑动的滑尺（3），在主尺（1）上粘接有矩形绕组（4），在滑尺（3）上粘接有正弦矩形绕组（A）和余弦矩形绕组（B），在滑尺（3）上设置有控制存储器（8）；在主尺（1）的两端设置有定位杆（5），在定位杆（5）上设置有固定的定片（6）和可旋转的动片（7），主尺（1）的矩形绕组节距（τ）为2mm，定片（6）和动片（7）相互平行，控制存储器（8）所计算出的数据通过显示器（9）显示。

2.一种采用权利要求1所述的建筑工程量测量仪测量直线距离和角度的方法，其特征在于：利用建筑工程量测量仪从建筑工程的设计图纸上测量直线距离和角度，具体测量步骤如下：

（1）当测量设计图纸上的直线距离时，首先在滑尺的正弦矩形绕组和余弦矩形绕组上分别加上两个同频率、同幅值而相位差为90°的交流电压uA、uB，此时在主尺的矩形绕组上将产生感应电动势，将主尺一端的定位杆定位在测量的起始位置，然后滑动滑尺，设滑尺位移x，在空间上对应的电角度为θ，则因正弦矩形绕组产生的感应电动势为KUmsinωtcosθ，余弦矩形绕组产生的感应电动势为KUmcoωtcos(θ+90°)，式中K为主尺与滑尺的电磁耦合系数，根据叠加原理，主尺上感应产生的电动势e为二者之和，

e=KUmsinωtcosθ+KUmcoωtcos(θ+90°)

=KUmsinωtcosθ-KUmcosωtsinθ

=KUmsin(ωt-θ)=KUmsin(ωt-)

式中，K、Um、ω、τ通常均为恒值，若设一个节距τ对应2π电角度，则移位x对应的电角度θ=，这样主尺的输出电压e即与位移x存在确定的函数关系，由e即可测出位移x，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示测量的数据；

（2）当测量设计图纸上的角度时，利用建筑工程量测量仪上设置的定片和动片做电极，构成一个电容器，其电容量为，当动片转动并产生一定的角位移θ时，两极板间覆盖面积S就改变，因而改变了两极板间的电容量，，由此可见与角位移θ呈线性关系，通过测量电容量变化可测量出极板角位移，最后将信号输入控制存储器，经处理后由显示屏显示出测量的数据。