CN206488774U - 一种可辅助铅垂的水准尺 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种可辅助铅垂的水准尺，包括水准尺杆体，所述水准尺杆体上设置有水平件，所述水平件包括圆水准器。所述水平件还包括水平提醒装置，所述水平提醒装置包括倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器，倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器均连接有单片机的模拟量转数字量模块；所述单片机还连接有蜂鸣器和显示屏。上述一种可辅助铅垂的水准尺，立尺员使用时可以根据圆水准器使水准尺杆体保持铅垂，当观测员进行读数或其它操作时，需保持水准尺杆体尽可能铅垂，若水准尺杆体此时倾斜较大，水平提醒装置中的蜂鸣器可以报警提示，以防止测量误差大的状况发生，也可读数时同时读取水准尺杆体的倾斜角度，用于测量的数据处理。

Description

一种可辅助铅垂的水准尺

技术领域

本实用新型涉及一种用于几何水准测量的水准尺，具体涉及一种可辅助铅垂、并借以提高测量精度的水准尺。

背景技术

现有的水准尺包括水准尺杆体，水准尺杆体上设置有圆水准器，立尺员使用时需根据圆水准器保证水准尺杆体保持铅垂。然而实际使用过程中，需要两个立尺员分别操作两个水准尺，当观测员读数时，立尺员可能会因为某些因素导致水准尺倾斜，此时根据两水准尺的倾斜情况得到不同误差的测量结果。两水准尺的倾斜包括以下三种情况：

(1)前尺铅垂，后尺倾斜，设后尺读数为a，真实读数为a′，前尺读数为b，θ为水准尺倾斜角，

则：a′＝a×cos(θ),

所以：Δh＝h_实-h_测＝(a′-b)-(a-b)＝a×(cos(θ)-1)。

(2)前尺倾斜，后尺铅垂；设前尺读数为a，真实读数为b′，后尺读数为a，θ为水准尺倾斜角，

则：b′＝b×cos(θ),

所以：Δh＝h_实-h_测＝(a-b′)-(a-b)＝b×(1-cos(θ))。

(3)前后两尺都倾斜，设后尺读数为a，真实读数为a′；设前尺读数为b，真实读数为b′；θ为水准前尺倾斜角，θ′为水准后尺倾角

则：a′＝a×cos(θ),b′＝b×cos(θ′),

所以：Δh＝h_实-h_测＝(a′-b′)-(a-b)＝a×(cos(θ)-1)+b×(1-cos(θ′))。

由上述可知，由水准尺倾斜带来的高差是关于水准尺读数和水准尺倾斜角的函数关系。当水准尺倾斜角度在一定的范围时，对高差观测影响较小，我们可以忽略不计，我们假定在(0°～α°)范围时，水准尺倾斜对观测高差的影响可以忽略不计，当水准尺倾斜角度超过α°时，水准尺倾斜对观测高差有影响，这时需要立尺员及时调整水准尺。但是立尺员在立尺过程中，一般水准尺倾斜角度较大时，立尺人员才能发现，很难及时迅速的做出调整，降低了观测的精度、提高了观测误差，不能满足精度指标。

实用新型内容

为了解决现有技术中立尺员使用水准尺时常因无法一直观察圆水准器导致观测误差较大，测量精度低的问题，本实用新型提供一种可辅助铅垂的水准尺。

本实用新型提供的一种可辅助铅垂的水准尺，包括水准尺杆体，所述水准尺杆体上设置有水平件，所述水平件包括圆水准器。所述水平件还包括水平提醒装置，所述水平提醒装置包括倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器，倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器均连接有单片机的模拟量转数字量模块；所述单片机还连接有蜂鸣器和显示屏。

优选的，所述倾角传感器为MMA7361倾角传感器。

优选的，一种可辅助铅垂的水准尺还包括立尺支架，所述立尺支架包括呈锥台状的支撑架，所述支撑架上设置有上通孔和下通孔，所述下通孔内设置有橡胶圆环，所述上通孔上设置有多个向外延伸的螺孔，各螺孔上旋有调节螺丝。所述下通孔上设置有橡胶圆环，橡胶圆环弹性大，可以使水准尺杆体紧固在下通孔上；所述上通孔的螺孔上设置有调节螺丝，立尺员可以通过调节螺丝调节水准尺杆体的倾斜角度，并使调节好后的水准尺杆体保持不动。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

上述一种可辅助铅垂的水准尺，立尺员使用时可以根据圆水准器使水准尺杆体保持铅垂，当观测员进行读数或其它操作时，需保持水准尺杆体尽可能铅垂，若水准尺杆体此时倾斜较大，水平提醒装置中的蜂鸣器可以报警提示，以防止测量误差大的状况发生，也可读数时同时读取水准尺杆体的倾斜角度，用于测量的数据处理。

附图说明

图1是一种可辅助铅垂的水准尺的剖视图。

图2是圆水准器的透视图。

图3是立尺支架的立体结构示意图。

1圆水准器；2气泡；3蜂鸣器；4上通孔；41螺孔；5下通孔；6显示屏；7三轴数字陀螺仪传感器；8倾角传感器；9单片机。

具体实施方式

下面结合图1对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的一种可辅助铅垂的水准尺，包括水准尺杆体，所述水准尺杆体上设置有水平件，所述水平件包括圆水准器1。水平件还包括水平提醒装置，所述水平提醒装置包括倾角传感器8和三轴数字陀螺仪传感器7，所述倾角传感器8为MMA7361倾角传感器，倾角传感器8和三轴数字陀螺仪传感器7均连接有单片机9的模拟量转数字量模块；所述单片机9还连接有蜂鸣器3和显示屏6。

进一步的，还包括立尺支架，所述立尺支架包括呈锥台状的支撑架，所述支撑架上设置有上通孔4和下通孔5。所述下通孔5内设置有橡胶圆环，所述上通孔4上设置有多个向外延伸的螺孔41，各螺孔41上旋有调节螺丝。所述下通孔5上设置有橡胶圆环，橡胶圆环弹性大，可以使水准尺杆体紧固在下通孔5上；所述上通孔4的螺孔41上设置有调节螺丝，立尺员可以通过调节螺丝调节水准尺杆体的倾斜角度，并使调节好后的水准尺杆体保持不动。

上述一种可辅助铅垂的水准尺，倾角传感器8可以测量由地球引力作用或者物体运动所产生的加速度。倾角传感器8采用了半导体表面微机械加工和集成电路技术，通过微机械加工技术在硅片上加工形成了一个机械悬臂，机械悬臂与相邻的电极形成了两个电容。由于加速度使得机械悬臂与两个电极之间的距离发生变化，从而改变了两个电容的参数，通过两个电容的参数变化，形成了与加速度成正比的电压输出，倾角传感器8体积小，重量轻。

所述水平提醒装置还包括三轴数字陀螺仪传感器7，可以有效的防止因温漂产生的误差。由于三轴数字陀螺仪传感器7输出的是物体的角速度，不会受到物体振动影响，因此该信号中噪声很小，物体的角度又是通过对角速度积分而得，这可进一步平滑信号，从而使得角度信号更加稳定，因此物体控制所需要的角度和角速度可以使用三轴数字陀螺仪传感器7所得到的信号进行求解。

上述一种可辅助铅垂的水准尺，立尺员使用时可以根据圆水准器1使水准尺杆体保持铅垂，当立尺员进行读数或其它操作时，保持水准尺杆体不动，如水准尺杆体此时倾斜，水平提醒装置中的蜂鸣器3可以报警提示，以防止测量误差大的状况发生；也可读数时同时读取水准尺杆体的倾斜角度，防止测量误差大的状况发生。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种可辅助铅垂的水准尺，包括水准尺杆体，所述水准尺杆体上设置有水平件，所述水平件包括圆水准器，其特征在于，所述水平件还包括水平提醒装置，所述水平提醒装置包括倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器，倾角传感器和三轴数字陀螺仪传感器均连接有单片机的模拟量转数字量模块；所述单片机还连接有蜂鸣器和显示屏。

2.如权利要求1所述的一种可辅助铅垂的水准尺，其特征在于，所述倾角传感器为MMA7361倾角传感器。

3.如权利要求1所述的一种可辅助铅垂的水准尺，其特征在于，还包括立尺支架，所述立尺支架包括呈锥台状的支撑架，所述支撑架上设置有上通孔和下通孔，所述下通孔内设置有橡胶圆环，所述上通孔上设置有多个向外延伸的螺孔，各螺孔上旋有调节螺丝。