CN2482055Y - 数字式角度测量仪 - Google Patents
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Abstract
一种数字式角度测量仪,由倾角传感器,信号处理电路,显示器,电源电路等单元电路依次连接组成,其特征在于:信号处理电路为:模拟/数字信号转换电路输入端与倾角传感器输出端相连接,将输入的模拟信号数字变换后输出到微计算机的数据输入接口,微计算机的数据输出接口与显示器相连接显示结果;而微计算机的数据交换接口与存贮器相连接,以存贮或读取有关数据;而键盘输入电路也与微计算机的扫描接口相连接,用以输入命令。
Description
本实用新型涉及角度测量仪器，尤其涉及角度测量仪器的处理电路改进。
目前，在建筑、交通、工业等各种工程施工中，为精确调整被测物的方位、姿态，就需要精确测量被测物的倾斜角度值，电子式水平尺一类仪器已应运而生；较之古老的气泡式水平尺只能用肉眼测定三个特定角度(0°，45°，90°)，电子式水平尺能在较宽范围内以数字方式显示所测角度值，精确、方便了一些，但是，因为现有的电子式水平尺的倾角传感器是液体干扰电桥式，其输出的模拟倾角电信号与倾角的变化率不成线性关系，造成角度测量失真。为补偿非线性信号失真，设计了各种硬件补偿电路，但因为硬件电路固有的线性工作区间太窄，难以大范围、较精确地实现补偿，且电源电压及温度变化等容易影响线性工作区间的稳定，电能消耗也很大，故现有的电子式水平尺仍存在如下不足：测量角度范围小，测量精确度低，机构复杂，稳定性差，能耗高，需频繁更换电池等，从而对进一步提高工程质量及施工效率造成困难。
本实用新型的目的，就是要克服现有技术的上述缺点，提供一种线性度好，测量范围大(360°)，测量精确度高，结构简单，能耗低，且不需更换电池的新型角度测量仪。
为实现上述目的，本实用新型由下列单元电路依次连接组成：倾角传感器，当其工作面贴紧被测物体表面时，可输出与被测表面倾角大小相应的模拟电信号；信号处理电路，用以接收倾角传感器输出的模拟电信号，并对之作出处理，显示器，将信号处理电路输出的线性化角度值以数字形式显示出来；而电源电路，分别向上述倾角传感器与信号处理电路提供电源；其特征在于：所述的串接在倾角传感器与显示器之间的信号处理电路是由如下单元电路依下述连接关系所组成，其中：模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)输入端与倾角传感器输出端相连接，将输入的模拟信号转换为数字信号，并输出到微计算机的数据输入接口，微计算机的数据输出接口与显示器相连接，以显示各种数据运算、处理结果；而微计算机的数据交换接口与存贮器(ROM)相连接，以向存贮器(ROM)中存贮或读取有关数据；此外，所述的键盘输入电路也与微计算机的扫描接口相连接，用以输入命令，实现各种预设的存贮、运算或其他处理功能。
在本实用新型实施例中，为达到最佳性价比和容重比：
所述的串接在倾角传感器输出端与微计算机的数据进入接口之间的模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)，是12位串行式A/D转换器。
所述的串接在模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)输出端与显示器之间的微计算机，是8位51系列单片机。
所述的与微计算机的数据交换接口相连接的存贮器(ROM)，是93C46串行式可电擦除可编程的存贮器(EEPROM)。
所述的与微计算机的扫描接口相连接的键盘输入电路是薄膜式按键电路。
所述的与信号处理电路输出端相连接的显示器是液晶型数字显示器。
所述的分别向上述倾角传感器与信号处理电路提供电源的电源电路主要由带充电接口电路的蓄电池所组成。
由于本实用新型对信号处理电路进行了改进：首先，把倾角传感器输出的模拟信号，送入A/D转换器转换成数字信号，再将数字信号送入微计算机进行线性补偿运算，因此只要补偿运算的程序设计得足够好，运算能力足够强，则倾角与数字信号的线性响应即可无限地接近，还可同时对其他干扰因素进行补偿，完全没有硬件补偿的限制，因此本实用新型较之现有技术，在测量的精确程度、测量范围、及工作稳定性方面具有不可比拟的优越性，并将极大地促进施工质量及水平的升级换代；由于A/D转换及采用了微计算机、存贮器(ROM)、及键盘输入电路，还可将若干个分离物体表面的不同倾角存贮运算，给出不同倾角间的相对夹角；此外，上述数字处理单元电路还能整合许多附加功能如：角度锁定，计算器，时钟，防伪密码等，增加了使用价值；因为目前芯片软硬件技术的发展，所以上述目的很容易实现；且相对普通硬件电路而言，数字电路可超低能耗工作，加上采用能外接充电的蓄电池供电，显著增长了充电使用周期，减少了勤换电池的麻烦，从而可大大提高工效。本实用新型实施例中均采用了最佳性价比、最佳容重比的单元电路，从而做到了物美价廉。
以下结合附图对本实用新型及具体实施例进一步详细说明：
图1为本实用新型电路的原理框图。
图2为本实用新型实施例各单元电路间的接线图。
图3为本实用新型电路实施例的外形示意图。
如图1所示，本实用新型由下列单元电路依次连接组成：倾角传感器1，当其工作面贴紧被测物体表面时，可输出与被测表面倾角大小相应的模拟电信号；信号处理电路2，用以接收倾角传感器1输出的模拟电信号，并对之作出处理；显示器3，将信号处理电路2输出的线性化角度值以数字形式显示出来；而电源电路4，分别向上述倾角传感器1与信号处理电路2提供电源；其特征在于：所述的串接在倾角传感器1与显示器3之间的信号处理电路2是由如下单元电路依下述连接关系所组成，其中：模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)2-1输入端与倾角传感器1输出端相连接，将输入的模拟信号转换为数字信号，并输出到微计算机2-2的数据输入接口，微计算机2-2的数据输出接口与显示器3相连接，以显示各种数据运算、处理结果；而微计算机2-2的数据交换接口与存贮器(ROM)2-3相连接，以向存贮器(ROM)2-3中存贮或读取有关数据；此外，所述的键盘输入电路2-4也与微计算机2-2的扫描接口相连接，用以输入命令，实现各种预设的存贮、运算或其他处理功能。
如图2所示，本实用新型实施例由如下单元电路：倾角传感器1，12位串行式A/D转换器2-1，8位51系列单片机2-2，93C46串行式可电擦除可编程存贮器(EEPROM)2-3，薄膜式按键电路2-4，液晶型数字显示器3，带充电接口的蓄电池电源电路4所组成；其中，12位串行式A/D转换器2-1的2脚通过R20、R13与倾角传感器1输出端S脚相连接，将输入的模拟信号转换为数字信号，并经4脚输出到8位51系列单片机2-2的数据进入接口PA2脚，8位51系列单片机2-2的数据输出接口包括COM0、1、2、3、及SEG7-19，SEG25-31脚，与液晶型数字显示器3相连接，以显示各种数据运算、处理结果；而8位51系列单片机2-2的数据交换接口包括PB6、PA3脚分别与93C46串行式可电擦除可编程存贮器(EEPROM)2-3的7、5脚相连接，以向93C46串行式可擦拭存贮器(EEPROM)2-3中存贮或读取有关数据，此外，所述的薄膜式按键输入电路2-4的9只脚，也分另与8位51系列单片机2-2的扫描接口包括PB0-PB4，PB7，及PC0-PC2脚相连接，用以输入命令，实现各种预设的存贮、运算或其他处理功能。而带充电接口4-1的蓄电池电源电路4，通过负极地线与正极导线向所有单元电路提供电源，并在需要时可经充电接口4-1对蓄电池充电。
如图3所示，本实用新型实施例的外形为一长方盒体(参考尺寸：150×50×30mm3)，长方盒体的正平面5嵌装着液晶型数字显示器3与薄膜式按键2-4，长方盒体的下侧平面即为倾角传感器工作面6，当按下薄膜式按键2-4的开关，开启测量电路电源，并将工作平面6与被测物体平面贴紧，使倾角测定器1产生倾角电信号，经过装在盒体内部的测量电路处理，在液晶型数字显示器3屏幕上显示出所测倾角的数字；或者按下不同的按键，还可以控制本实用新型执行不同的附加功能(如时钟，相对夹角，计算，核对密码，角度锁定等)。
Claims (7)
1、一种数字式角度测量仪，由下列单元电路依次连接组成：倾角传感器(1)，当其工作面贴紧被测物体表面时，可输出与被测表面倾角大小相应的模拟电信号；信号处理电路(2)，用以接收倾角传感器(1)输出的模拟电信号，并对之作出处理；显示器(3)，将信号处理电路(2)输出的线性化角度值以数字形式显示出来；而电源电路(4)，分别向上述倾角传感器(1)与信号处理电路(2)提供电源；其特征在于：所述的串接在倾角传感器(1)与显示器(3)之间的信号处理电路(2)是由如下单元电路依下述连接关系所组成，其中：模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)(2-1)输入端与倾角传感器(1)输出端相连接，将输入的模拟信号转换为数字信号，并输出到微计算机(2-2)的数据输入接口，微计算机(2-2)的数据输出接口与显示器(3)相连接，以显示各种数据运算、处理结果；而微计算机(2-2)的数据交换接口与存贮器(ROM)(2-3)相连接，以向存贮器(ROM)(2-3)中存贮或读取有关数据；此外，所述的键盘输入电路(2-4)也与微计算机(2-2)的扫描接口相连接，用以输入命令，实现各种预设的存贮、运算或其他处理功能。
2、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的串接在倾角传感器(1)输出端与微计算机(2-2)的数据进入接口之间的模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)(2-1)，是12位串行式A/D转换器。
3、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的串接在模拟/数字信号转换电路(A/D转换电路)(2-1)输出端与显示器(3)之间的微计算机(2-2)，是8位51系列单片机。
4、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的与微计算机(2-2)的数据交换接口相连接的存贮器(ROM)(2-3)，是93C46串行式可电擦除可编程的存贮器(EEPROM)。
5、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的与微计算机(2-2)的扫描接口相连接的键盘输入电路(2-4)是薄膜式按键电路。
6、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的与信号处理电路(2)输出端相连接的显示器(3)是液晶型数字显示器。
7、如权利要求1所述的数字式角度测量仪，其特征在于：所述的分别向上述倾角传感器(1)与信号处理电路(2)提供电源的电源电路(4)主要由带充电接口电路的蓄电池所组成。
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2001
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