CN218156153U - 一种便携差分水平度测量设备读数器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及测量仪器技术领域，具体为一种便携差分水平度测量设备读数器，包括机体以及设置在机体内部的主控制器，主控制器上设置有两个传感器接口，分别与主基准面传感器和被测设备传感器连接；主控制器通过通信接口与上位机连接；主控制器用于接收主基准面传感器和被测设备传感器的数据，并进行数据格式转换后在显示屏上展示，同时监控操作按键进行交互操作，并通过接收上位机指令向上位机传输测量数据。本实用新型相比现有测量仪，结构简单，方便携带，测量准确。通过采用轻量级的ARM主控制器，简化了功能实现方式，使其简单易用且符合使用者的实际操作习惯。
Description
技术领域
本实用新型涉及测量仪器技术领域，具体为一种便携差分水平度测量设备读数器。
背景技术
电子水平仪是一种非常先进的测量小角度量具，具有读数直观、精度高、操作简单等优点。可用于测量相对于水平位置的倾斜度、两部件相互平行和垂直度、工作台平面度等场合，在机械测量及光机电技术一体化技术应用中占有重要地位。
现有的电子水平仪大都需要对自身进行手动或自动调平，再通过上位机或其他方式获取数据，调平不准，则会导致影响测量的准确性。且为了方便该设备的调平等操作，设置调平支架，调平旋钮等各种部件，导致结构复杂，不方便携带。为此，我们提出一种便携差分水平度测量设备读数器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便携差分水平度测量设备读数器，以解决背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携差分水平度测量设备读数器，包括机体以及设置在机体内部的主控制器，所述主控制器上设置有两个传感器接口，分别与主基准面传感器和被测设备传感器连接；所述主控制器通过通信接口与上位机连接；
所述机体上还设置有显示屏，以及用于进行单位切换，设备校准的操作按键，所述主控制器用于接收主基准面传感器和被测设备传感器的数据，并进行数据格式转换后在显示屏上展示，同时监控操作按键进行交互操作，并通过接收上位机指令向上位机传输测量数据；
所述机体的背面设置有用于装电池的电池仓一和用于固定电池的电池开关。
优选的，所述操作按键包括单位切换按键、校准模式进入按键、通道切换按键、以及校准值确认按键。
优选的，所述机体上还设有用以初始化系统状态的复位按键。
优选的，所述电池通过充电器充电，充电器上设置有用于装电池的电池仓二以及用于连接充电线的插座和保险管。
优选的，所述充电器还设置有用于显示电池连接正常的电池指示灯，用于显示电池正在充电的供电指示灯，以及启动和关闭充电的充电器开关。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
本实用新型利用两个接口分别进行主基准面与被测设备的数据采集，并通过显示屏显示数据界面，通过通信接口与上位机连接，通过操作按键实现单位切换、校准模式进入、通道切换、以及校准值确认等人机交互，最终实现测量，并反馈测量结果和数据，不需要调平，也不带有调平的部件，直接与主基准面传感器与被测设备传感器连接即可实现测量。相比现有测量仪，结构简单，方便携带，测量准确。通过采用轻量级的ARM主控制器，简化了功能实现方式，使其简单易用且符合使用者的实际操作习惯。
附图说明
图1为本实用新型机体结构示意图；
图2为本实用新型机体背面结构示意图；
图3为本实用新型机体接口示意图；
图4为本实用新型充电器结构示意图；
图5为本实用新型充电器侧视图；
图6为本实用新型系统基本结构图。
图中：1、机体；2、传感器接口；3、通信接口；4、显示屏；5、操作按键；6、电池仓一；7、电池开关；8、铭牌；9、充电器；10、电池仓二；11、电池指示灯；12、供电指示灯；13、插座；14、保险管；15、充电器开关；16、读数器开关。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1和3所示，一种便携差分水平度测量设备读数器，采用国产M3内核的GD32F103ZET6作为主控制器，利用两个UART串口，分别进行主基准面与被测设备的数据采集，并利用一个UART串口作为与上位机的通信接口3，而另一个UART串口作为显示屏4的控制接口。而为进行单位切换，设备校准所需的人机交互，系统拥有四个操作按键5，分别进行单位切换、校准模式进入、通道切换、以及校准值确认。另外，系统还拥有一个复位按键用以初始化系统状态，包括传感器的ID自动识别，读取存储于内部FLASH中的校准信息，并配置默认显示单位为前次校准所存储的单位形式。
主控制器同时接收主基准面传感器和被测设备传感器的数据，并根据逻辑判断后所确定的数据格式与参数对象进行计算处理，对于实时显示数据进行单位转换，对于校准数据进行计算存储，并在需要时读取校准数据存储区的校准数据，将其合并到传感器所送达的数据并传输至显示屏进行数据显示处理。
主控制器负责接收数据处理结果，依据其单位类型与数据类型进行数据位拆分，并分配至各参数显示区域，然后将其上传，并最终作用在显示屏幕的外设接口上，实现数据的可视化。
数据存储区则为在主控器件内部FLASH中开辟出的独立存储区域，用于进行校准数据的存储，掉电不丢失。
如图2所示，机体1的背面设置有用于装电池的电池仓一6和用于固定电池的电池开关7，以及铭牌8。如图4和5所示，电池通过充电器9充电，充电器9上设置有用于装电池的电池仓二10以及用于连接充电线的插座13和保险管14。充电器9还设置有用于显示电池连接正常的电池指示灯11，用于显示电池正在充电的供电指示灯12，以及启动和关闭充电的充电器开关15。机体1还设有读数器开关16，用于开启或关闭读数器。
如图6所示，GD32F103ZET作为主控制器向传感器发送数读取指令，并进行数据格式转换后在显示屏4上进行展示，同时监控GPIO所连接的功能按键接口进行交互操作，并通过接收上位机指令向上位机传输测量数据。其中由于传感器的通信接口电平为RS485标准的电气特性，因此在接入设备后采用了转换电路使其满足RS232的协议标准并与计算机串口线一起经SIT3232转换为TTL电平标准以满足GD32F103ZET的UART接口要求。
系统主控制器选用国产GD32F103ZET6单片机，GD32F10x系列器件是基于
CortexTM-M3处理器的32位通用微控制器。
CortexTM-M3处理器包括三条AHB总线分别称为I-CODE总线、D-Code总线和系统总线。CortexTM-M3处理器的所有存储访问，根据不同的目的和目标存储空间，都会在这三条总线上执行。存储器的组织采用了哈佛结构，预先定义的存储器映射和高达4GB的存储空间，充分保证了系统的灵活性和可扩展性。
正常检测
在正常检测模式下，如图3所示，将传感器数据线接头直接插入设备对应的线缆插孔中，系统会自动判断传感器ID是否符合预设值，若不符合则系统不显示数据，此时可按复位键，重新检测传感器ID。若传感器ID匹配，则会在交互界面对应的主基准面与被测设备数据显示位置显示对应数值。此时，状态与操作提示区会显示“正常检测”字样。
单位切换
若要进行单位切换，则可在正常检测状态下，如图1所示，按下单位切换操作按钮，每按一次则可完成一次显示单位切换，交互界面中所有数据的显示单位均会相应改变，单位显示模式可在弧度(rad)，度-分-秒形式(°”’)以及纯秒形式(’)三种类型中循环切换。
校准
若要进行传感器校准，则可如图1所示，按下校准按钮进入校准模式。此时，状态与操作提示区会显示“校准模式，XXXX，请将传感器置于0°位置，待读数稳定后按下确认键”字样，以为着系统已进入校准模式，此时需首先将传感器呈0°摆放并静置，待读数稳定后按下确认键，此时传感器读数值将会被记录置“x”参数中，并在对应传感器的校准参数x的显示区域显示当前的读数。
当按下确认键后，状态与操作提示区会显示“校准模式，XXXX，请将传感器置于180°位置，待读数稳定后按下确认键”字样，并在对应传感器的校准参数x的显示区域显示0°位置时的读数。此时需将传感器转置为180°放置，并静置，待读数稳定后，可按下确认键，此时传感器读数值将会被记录至“x”参数中，并在对应传感器的校准参数x的显示区域显示0°位置时的读数。此时传感器读数值将会被记录至“y”参数中，并在对应传感器的校准参数y的显示区域显示当前的读数。
于此同时，系统已完成某一传感器的校准操作，对应传感器的校准参数z的显示区域将也会显示当前的校准参数计算结果，同时对应的主基准面或被测设备的显示参数将会更改为以此是的校准参数为基础的计算结果。相应地，差分水平度的计算结果也会对应改变。
另外，此处的“XXXX”为主基准面或被测设备的对应通道。
而如果需进行校准通道切换，则可如图1所示，按下通道切换按钮，此时状态与操作提示区的“XXXX”显示内容也将随之改变。每按一次按钮可完成一次通道切换，通道将在主基准面与被测设备之间循环改变。
上位机通过现有软件控制“COM”口，向设备发送指定指令从而可进行数据读取，数据波特率为9600bit/s，每帧数据包含了1位起始位，8位数据位与1位停止位。指令“R1”为读取主基准面数据，“R2”为读取被测设备数据，上传数据形式为设备当前显示数据，格式为ASCII码，单位为设备当前显示单位。
上位机每发送一次指令，设备将回复一次当前读数。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种便携差分水平度测量设备读数器，包括机体(1)以及设置在机体(1)内部的主控制器，其特征在于：所述主控制器上设置有两个传感器接口(2)，分别与主基准面传感器和被测设备传感器连接；所述主控制器通过通信接口(3)与上位机连接；
所述机体(1)上还设置有显示屏(4)，以及用于进行单位切换，设备校准的操作按键(5)，所述主控制器用于接收主基准面传感器和被测设备传感器的数据，并进行数据格式转换后在显示屏(4)上展示，同时监控操作按键(5)进行交互操作，并通过接收上位机指令向上位机传输测量数据；
所述机体(1)的背面设置有用于装电池的电池仓一(6)和用于固定电池的电池开关(7)。
2.根据权利要求1所述的一种便携差分水平度测量设备读数器，其特征在于：所述操作按键(5)包括单位切换按键、校准模式进入按键、通道切换按键、以及校准值确认按键。
3.根据权利要求1所述的一种便携差分水平度测量设备读数器，其特征在于：所述机体(1)上还设有用以初始化系统状态的复位按键。
4.根据权利要求1所述的一种便携差分水平度测量设备读数器，其特征在于：所述电池通过充电器(9)充电，充电器(9)上设置有用于装电池的电池仓二(10)以及用于连接充电线的插座(13)和保险管(14)。
5.根据权利要求4所述的一种便携差分水平度测量设备读数器，其特征在于：所述充电器(9)还设置有用于显示电池连接正常的电池指示灯(11)，用于显示电池正在充电的供电指示灯(12)，以及启动和关闭充电的充电器开关(15)。
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Denomination of utility model: A portable differential level measurement device reader Granted publication date: 20221227 Pledgee: Guanggu Branch of Wuhan Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Pledgor: Wuhan Juyuan Bochuang Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2024980024987 |
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