CN108931211A - 一种高精度角度测量仪及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度角度测量仪及其工作方法，本高精度角度测量仪包括：处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；以及当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至处理器以得到激光转动机构转动的角度值；通过驱动激光转动机构进行转动，由激光头向位置敏感探测器发射激光信号，在位置敏感探测器上采集激光信号经过信号调理电路后发送至处理器来得到转动的角度值，实现了智能测量转动角度值的功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种计量器具领域，尤其涉及一种高精度角度测量仪。
背景技术
传统的角度测量仪都是使用人工手动进行测量、记录，因此，在这个过程中，存在误差和人为的疏忽。
因此，亟需开发一种高精度角度测量仪，以解决对转动角度值进行智能化测量的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度角度测量仪及其工作方法，以实现智能测量仪器转动的角度值。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高精度角度测量仪，包括：处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；以及当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
进一步，所述驱动电路的输入端与所述处理器电性相连，所述驱动电路的输出端与所激光转动机构电性相连；以及所述激光头固定连接于所述激光转动机构上，且所述激光转动机构带动所述激光头转动相同的角度。
进一步，所述信号调理电路包括：信号放大电路以及AD转换器；所述信号放大电路的输入端与所述位置敏感探测器电性相连，所述信号放大电路的输出端与所述AD转换器的输入端电性相连，所述AD转换器的输出端与所述处理器电性相连；所述信号放大电路适于将所述位置敏感探测器采集的激光信号进行放大，所述AD转换器适于将经过所述信号放大电路放大后的激光信号转换成数字信号后发送至所述处理器。
进一步，所述高精度角度测量仪还包括：与所述处理器电性相连的显示屏、按键模块；所述处理器适于通过所述显示屏将所述激光转动机构转动的角度值显示，所述按键模块适于发送控制信号至所述处理器。
进一步，所述高精度角度测量仪包括：与所述处理器电性相连的无线模块；所述处理器适于通过所述无线模块将数据信息上传至服务器。
进一步，所述高精度角度测量仪还包括：由所述处理器控制的扬声器和指示灯。
又一方面，本发明还提供了一种高精度角度测量仪的工作方法，包括：
处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中
所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；并且
当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及
所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至所述处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
本发明的有益效果是，本发明通过驱动激光转动机构进行转动，由激光转动机构上的激光头向位置敏感探测器发射激光信号，在位置敏感探测器上采集激光信号经过信号调理电路后发送至处理器来得到转动的角度值，实现了智能测量仪器转动的角度值的功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明高精度角度测量仪的控制原理图；
图2是本发明的信号调理电路的原理框图；
图3是本发明的处理器的电路图；
图4是本发明的驱动电路的电路图；
图5是本发明的激光头的电路图；
图6是本发明的位置敏感探测器的电路图；
图7是本发明的信号放大电路的电路图；
图8是本发明的AD转换器的电路图；
图9是本发明的无线模块的电路图；
图10是本发明的扬声器的电路图；
图11是本发明的指示灯的电路图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明高精度角度测量仪的控制原理图。
在本实施例中，如图1所示，本实施例提供一种高精度角度测量仪，包括：处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；以及当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
在本实施例中，本实施例通过驱动激光转动机构进行转动，由激光转动机构上的激光头向位置敏感探测器发射激光信号，在位置敏感探测器上采集激光信号经过信号调理电路后发送至处理器来得到转动的角度值，实现了智能测量转动角度值的功能。
在本实施例中，处理器可以采用但不限于是NANO110RC2BN单片机。
在本实施例中，位置敏感探测器可以采用但不限于是Position SensitiveDetector传感器。
在本实施例中，激光头的输入端与处理器（29号引脚）相连。
图3是本发明的处理器的电路图；
图4是本发明的驱动电路的电路图；
图5是本发明的激光头的电路图。
图6是本发明的位置敏感探测器的电路图；
为了控制激光头转动，如图3、图4、图5所示，所述驱动电路的输入端与所述处理器电性相连，所述驱动电路的输出端与激光转动机构电性相连；以及所述激光头固定连接于所述激光转动机构上，且所述激光转动机构带动所述激光头转动相同的角度。
在本实施例中，所述驱动电路的输入端与所述处理器（1号、2号、44号引脚）相连，且驱动电路还通过一按键控制其开启或关闭，激光转动机构可以通过一步进电机进行转动。
图2是本发明的信号调理电路的原理框图；
图7是本发明的信号放大电路的电路图；
图8是本发明的AD转换器的电路图。
为了对转动角度进行计算测量，如图2、图7、图8所示，所述信号调理电路包括：信号放大电路以及AD转换器；所述信号放大电路的输入端与所述位置敏感探测器电性相连，所述信号放大电路的输出端与所述AD转换器的输入端电性相连，所述AD转换器（在本实施例中采用的AD芯片为AD7798BRU）的输出端与所述处理器（33号、34号、35号、36号引脚）电性相连；所述信号放大电路适于将所述位置敏感探测器采集的激光信号进行放大，所述AD转换器适于将经过所述信号放大电路放大后的激光信号转换成数字信号后发送至所述处理器。
为了便于数据信息的观测，所述高精度角度测量仪还包括：与所述处理器电性相连的显示屏（在本实施例中采用LCD-82175-A型显示屏）、按键模块；所述处理器适于通过所述显示屏将所述激光转动机构转动的角度值显示，所述按键模块适于发送控制信号至所述处理器，具体的，显示屏通过COM线、SEG线与处理器相连。
图9是本发明的无线模块的电路图。
为了将数据信息上传服务器，如图9所示，所述高精度角度测量仪包括：与所述处理器电性相连的无线模块（在本实施例中采用蓝牙模块，如LSD4BT-L74MLSP2芯片）；所述处理器适于通过所述无线模块将数据信息上传至服务器；具体的，无线模块与处理器之间通过串口连接。
无线模块还可以采用但不限于是4G模块、WiFi模块。
图10是本发明的扬声器的电路图；
图11是本发明的指示灯的电路图。
为了提醒用户设备的工作状态，如图10、图11所示，所述高精度角度测量仪还包括：由所述处理器控制的扬声器和指示灯。
在本实施例中，扬声器与处理器（30号引脚）相连，指示灯与处理器（31号引脚）相连。
综上所述，本实施例通过驱动激光转动机构进行转动，由激光转动机构上的激光头向位置敏感探测器发射激光信号，在位置敏感探测器上采集激光信号经过信号调理电路后发送至处理器来得到转动的角度值，实现了智能测量转动角度值的功能；通过无线模块，将数据信息上传至服务器；通过显示屏，呈现仪器倾斜的角度值；应用激光定位、PSD传感器技术，实现小角度范围内的高分辨率测量，精度为±0.01°，同时可以通过蓝牙将数据上传至电脑或手机。
实施例2
在实施例1基础上，本实施例2提高了一种基于实施例1所述的高精度角度测量仪的工作方法。
所述工作方法包括：处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；并且当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至所述处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
综上所述，本高精度角度测量仪及其工作方法通过驱动激光转动机构进行转动，由激光转动机构上的激光头向位置敏感探测器发射激光信号，在位置敏感探测器上采集激光信号经过信号调理电路后发送至处理器来得到转动的角度值，实现了智能测量仪器转动的角度值的功能。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种高精度角度测量仪，其特征在于，包括：
处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中
所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；并且
当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及
所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至所述处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
2.如权利要求1所述的高精度角度测量仪，其特征在于，
所述驱动电路的输入端与所述处理器电性相连，所述驱动电路的输出端与所激光转动机构电性相连；以及
所述激光头固定连接于所述激光转动机构上，且
所述激光转动机构带动所述激光头转动相同的角度。
3.如权利要求1所述的高精度角度测量仪，其特征在于，
所述信号调理电路包括：信号放大电路以及AD转换器；
所述信号放大电路的输入端与所述位置敏感探测器电性相连，所述信号放大电路的输出端与所述AD转换器的输入端电性相连，所述AD转换器的输出端与所述处理器电性相连；
所述信号放大电路适于将所述位置敏感探测器采集的激光信号进行放大，所述AD转换器适于将经过所述信号放大电路放大后的激光信号转换成数字信号后发送至所述处理器。
4.如权利要求1所述的高精度角度测量仪，其特征在于，
所述高精度角度测量仪还包括：与所述处理器电性相连的显示屏、按键模块；
所述处理器适于通过所述显示屏将所述激光转动机构转动的角度值显示，所述按键模块适于发送控制信号至所述处理器。
5.如权利要求1所述的高精度角度测量仪，其特征在于，
所述高精度角度测量仪包括：与所述处理器电性相连的无线模块；
所述处理器适于通过所述无线模块将数据信息上传至服务器。
6.如权利要求1所述的高精度角度测量仪，其特征在于，
所述高精度角度测量仪还包括：由所述处理器控制的扬声器和指示灯。
7.一种高精度角度测量仪的工作方法，其特征在于，包括：
处理器、驱动电路、设置有激光头的激光转动机构、位置敏感探测器以及信号调理电路；其中
所述处理器适于发送控制信号至所述驱动电路以控制所述激光转动机构转动；并且
当所述激光转动机构进行转动时，所述处理器适于控制所述激光头发射激光信号至所述位置敏感探测器；以及
所述位置敏感探测器适于将采集到的激光信号通过信号调理电路调理后发送至所述处理器以得到激光转动机构转动的角度值。
8.根据权利要求7所述的工作方法，其特征在于，
所述工作方法适于采用如权利要求2-6任一项所述的高精度角度测量仪。
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