CN1414342A

CN1414342A - 电子水平仪

Info

Publication number: CN1414342A
Application number: CN 02129064
Authority: CN
Inventors: 林凌; 李刚
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2003-04-30

Abstract

电子水平仪由电容传感器和测量处理电路组成。测量处理电路由传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量处理电路中的传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。电子水平仪由电容传感器和测量处理电路组成。测量处理电路由电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量处理电路中的电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。具有：1.采用电容作为测量水平的传感器，其构造简单，测量精度高。2.采用电路结构简单的测量处理电路，元器件低廉，测量灵敏高。3.整体构造简单，产品易制，用于大型或精密工程中检测水平的多种需要，社会和经济效益显著。

Description

电子水平仪

技术领域

本发明属于测量类，尤其涉及水平仪传感器、水平仪。

背景技术

水平仪是测量水平的一种测量仪器，广泛应用于建筑、火箭发射平台、桥梁等大型工程或精密工程中，目前水平仪中常用的传感器是水泡式传感器。中国专利申请第86202257号公开了一种电子水平仪，但这种水平仪精度较低。为提高测量精度，有的电子水平仪采用摆体垂线与两块水平体是否相接触而测量水平或垂直，如中国专利申请第89206956.2号公开了一种电子水平仪，这种水平仪只在倾斜到一定程度时给出音乐报警信号，不能用于精密测量。当前，大多工程测量中采用的是电容式传感器，如美国Analog Device Inc.生产的ADXL50加速度传感器，这种传感器把传感器和信号调理电路集成在一枚芯片上，体积小，耐冲激，使用方便；但用这种传感器构成的电子水平仪灵敏度往往偏低，不能适合高精度测量水平的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种电子水平仪，解决上述难题，以满足提高测量精度，构造简单，方便使用等多方面的需要。

本发明的目的是这样实现的：

一种电子水平仪，其由电容传感器和测量处理电路组成，测量处理电路由传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量处理电路中的传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。

一种电子水平仪，其由电容传感器和测量处理电路组成，测量处理电路由电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量处理电路中的电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。

由于本发明采用了以上的技术方案，因而具有以下的优点：

1，采用电容作为测量水平的传感器，其构造简单，测量精度高。

2，采用传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器，或由电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器构成的测量处理电路，其电路结构简单，元器件低廉，测量灵敏高。

3，整体构造简单，产品易制，广泛用于建筑、火箭发射平台、桥梁等大型工程或精密工程中检测水平的多种需要，社会和经济效益显著。

附图说明

图1是本发明的一种电容传感器的结构原理示意图；

图2是本发明的另一种电容传感器的结构原理示意图；

图3是本发明的一种电路原理示意框；

图4是本发明的另一种电路原理示意框图。

图中：

1，电容传感器 2，定片 3，轴

4，动片 5，传感器测量电路 6，模数转换电路

7，微处理器 8，LCD显示器 9，电容/频率变换电路

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施作如下详述：

在图1中，电容传感器1由一组固定的定片2和动片4组成；定片2由扇形金属片制成斜方形或其它形状；动片4由一组扇形金属片制成扇弧形，其上制有与轴3相配的中心孔，中心孔处装在轴3上。定片2、与动片4相配装置时，其两平面应绝对平行。定片2、动片4可采用铜、铝或其它金属材料经冲压制成。

在图2中，电容传感器1由间隔固定的二组扇形金属片构成定片2；一组扇形金属片构成动片4固定于二组平行于定片2间隔之间的轴3上。定片2、与动片4，其形状、构造、相配位置、材料、制造方法等如图1所述，故在此省略。

在图3中，电子水平仪传感器由电容传感器1和测量处理电路组成，测量处理电路由传感器测量电路5、模数转换电路6、微处理器7、LCD显示器8构成，电容传感器1由导线与测量电路中的传感器测量电路5、模数转换电路6、微处理器7、LCD显示器8顺序连接。其中：

电容传感器1，用于采集被检测物的水平状态得到的电容量变化信号，并输送到传感器测量电路5进行电容/电压转换、滤波、放大处理。电容传感器1其形状、构造等如图1所述。

传感器测量电路5，用于将电容传感器1输入的微小的容量变化，进行电容/电压转换、滤波、放大处理，处理后的电压信号输送至模数转换电路6。其可采用MAX409或其它型号。

模数转换电路6，用于将传感器测量电路5输入的水平检测的模拟信号，转换为数字信号，输送至微处理器7进行处理；其可采用MC14433或其它型号。

微处理器7，用于将模数转换电路6输入的检测数字信号进行校准、处理和计算，并向LCD显示器8输出精确的测量数据信号；其可采用89C51或其它型号。

LCD显示器8，用于将微处理器7输入的测量数据信号，以数字形式显示其精确度的水平测量数据；其可采用LCM12832或其它型号。

在图4中，电子水平仪传感器由电容传感器1和测量处理电路组成，测量处理电路由电容/频率变换电路9、微处理器7、LCD显示器8构成。电容传感器1由导线与测量处理电路中的电容/频率变换电路9、微处理器7、LCD显示器8顺序连接。其中，

电容/频率变换电路9，用于采集被检测物的水平状态的频率信号，并输送至微处理器7进行校准、处理和计算，再经LCD显示器8以数字形式显示其精确度的水平测量数据；其可采用MAX922和74HC109，或其它型号。

电容传感器1、微处理器7、LCD显示器8等其作用、所用型号等如图1、图2、图3所述，故在此省略。

本发明在实际制造和使用过程中，当本发明的电子水平仪传感器其器座平面与水平面有一定倾角时，电容传感器1的动片4偏离平衡位置，致使电容传感器1的电容量发生变化，经过传感器测量电路5的转换和放大得到电压信号，电压信号由模数转换电路6转换成数字信号输入到微处理器7，微处理器7对数字信号进行转换、校准、处理和计算，并将其结果输入到LCD显示屏8，即可得到电子水平仪传感器其机座与水平面的倾角的精确测量数值。

当本发明采用图4中的电路时，本发明的电子水平仪传感器其机座平面与水平面有一定倾角时，电容传感器1的动片4偏离平衡位置，致使电容传感器1的电容量发生变化，经过电容/频率变换电路9转换为频率(周期)信号，并将频率(周期)信号直接输入到微处理器7。微处理器7对频率(周期)信号进行转换、校准、处理和计算，将其结果输入到LCD显示屏8，即可得到电子水平仪传感器其机座与水平面的倾角的精确测量数值。

Claims

1.一种电子水平仪，其特征在于，电子水平仪由电容传感器和测量处理电路组成，测量处理电路由传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量电路中的传感器测量电路、模数转换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。

2.一种根据权利要求1所述的电子水平仪，其特征在于，电子水平仪由电容传感器和测量处理电路组成，测量处理电路由电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器构成，电容传感器与测量处理电路中的电容/频率变换电路、微处理器、LCD显示器顺序连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种电子水平仪，其特征在于，电容传感器由一组扇形金属片构成定片固定设置于轴上，一组扇形金属片构成动片设置于轴上。

4.根据权利要求1或2所述的一种电子水平仪传感器，其特征在于，电容传感器由二组扇形金属片构成定片间隔固定设置于轴上，一组扇形金属片构成动片设置于二组定片间隔之间的轴上。