CN2494503Y

CN2494503Y - 便携式电子倾斜仪

Info

Publication number: CN2494503Y
Application number: CN 01235120
Authority: CN
Inventors: 雷卫武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2001-05-21
Publication date: 2002-06-05
Anticipated expiration: 2011-05-21

Abstract

一种便携式电子倾斜仪,由测角器、数显仪表、可插拔电缆线三大部分组成。由于测角器具有三个工作面,其中二个垂直工作面垂直于水平工作面,故该仪器可方便地测量被测面与重力方向或水平方向所成的倾斜角度。该仪器数显仪表与测角器是分离的,这样使用与携带非常方便。本实用新型的水平方向测量范围为－30°～+30°,重力方向的测量范围为60°～120°,分辨率可达0.001°。可广泛应用于机械测量、道路与桥梁测量、建筑工程测量、石油与电力工程测量以及其它需要测量倾角的领域。

Description

便携式电子倾斜仪

技术领域：本实用新型涉及一种倾斜角度测量仪器，尤其涉及测角器和数显仪表能分离的便携式电子倾斜仪。

背景技术：在机械、建筑、公路、铁路、桥梁、水坝、河基、矿井、石油、勘探、电力等工程领域中，常常要求精确测量被测面的倾斜或垂直度，以便控制或调整被测工程物的方位姿态。这类倾斜仪通常采用以地球引力方向为基准的摆式倾角传感器来检测倾角大小，然后将这一检测信号通过A/D转换，在LCD显示器上显示出来。这类方式制作的倾斜仪存在如下不足：①传感器和显示部件位于一体，操作、使用、携带不方便；②由于没有采用单片机技术，倾斜仪的温度和线性特性不好，智能化程度不高；③倾斜仪只有一个工作面，测量范围受到限制；④功耗大，需频繁更换电池。

发明内容：本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种采用单片机和集成电路技术制作的测量精度高、测量范围大、使用与携带方便、结构简单、智能化程度高、不需更换电池的便携式电子倾斜仪。

为此，本实用新型的技术方案是：一种便携式电子倾斜仪，由下列部件组成：测角器，当其工作面紧贴被测物体表面时，可输出与被测表面倾角成正比的电压信号；可插拨电缆线，连接测角器和数显仪表，用以向数显仪表输送测角器输出的电压信号；数显仪表，用以接收测角器输出的电压信号，并将该信号转换成数字信号，在单片机CPU的处理下，将对应的倾角值显示出来；同时操作者通过键盘命令，在单片机的处理下完成对应的功能操作；其特征是：所述的数显仪表由壳体、安装于壳体内部的电子部件、安装于壳体表面上方的LCD显示器、安装于壳体表面下方的键盘组成；而电子部件由放大电路、模数转换电路、单片机CPU、存贮器、电源电路组成；其中，测角器的输出端与放大电路的输入端连接，将该信号进行放大，送入模数转换电路转换成数字信号，并输出到单片机CPU的数据输入接口；单片机CPU的输出接口与LCD显示器相连接，以显示单片机CPU运算处理的结果；单片机CPU的数据交换接口与存贮器的数据接口相连接，用以双向交换信息；另外，所述的键盘与单片机CPU的五条端口线相连接，实现记忆角度、重示角度、清除记忆、角度保持等功能。

所述的测角器是由一个水平工作面、同时垂直于水平工作面的二个垂直工作面、一根手持横梁组成的密封矩形盒，其内安装有电子倾角传感器。

所述的LCD显示器上包含有六位角度显示器、二位角度记忆次数显示器、电压提示符、零基准提示符、过量程提示符。

所述的电源电路由可充电电池组成，它向电路中各部件提供电源。

由于本实用新型进行了结构改进：首先，把倾角传感器安装于一个独立的测角器内，且测角器具有三个测量工作面，使得倾斜仪使用、携带都变得很方便，同时也大大扩充了测量范围。如测量一地下狭小空间的管道倾斜度，只需将测角器工作面靠紧被测物表面，测角器的测量结果通过可插拨电缆线送到地面上的数显仪表，操作者可在地面上进行读数或操作。同时由于采用单片机和集成电路技术，传感器和线路部分产生的线性误差和温度漂移可通过单片机软件来进行修正和补偿，使得倾斜仪的测量精确度大大提高。通过单片机软件可以使繁锁的调试、校准工作变得快捷简单，同时通过单片机软件还可以实现记忆角度、重示角度、清除记忆、角度保持等功能，大大提高倾斜仪的智能化程度。另外由于倾斜仪采用可充电电池供电，免出操作者更换电池的麻烦。

附图说明：以下结合附图对本实用新型作出说明。

图1为本实用新型的组成示意图。

图2为本实用新型的电原理框图。

图3为本实用新型的模拟部分电路图。

图4为本实用新型的数字部分电路图。

具体实施方式：如图1、2所示：一种便携式电子倾斜仪，由下列部件组成：测角器1，当其工作面12或13紧贴被测物体表面时，可输出与被测表面倾角成正比的电压信号；可插拨电缆线3，连接测角器1和数显仪表2，用以向数显仪表2输送测角器1输出的电压信号；数显仪表2，用以接收测角器1输出的电压信号，并将该信号转换成数字信号，在单片机CPU19的处理下，将对应的倾角值显示出来；同时操作者通过键盘命令，在单片机的处理下完成对应的功能操作；其特征是：所述的数显仪表2由壳体15、安装于壳体15内部的电子部件16、安装于壳体15表面上方的LCD显示器14、安装于壳体15表面下方的键盘5组成；而电子部件16由放大电路17、模数转换电路18、单片机CPU19、存贮器20、电源电路21组成；其中，测角器1的输出端与放大电路17的输入端连接，将该信号进行放大，送入模数转换电路18转换成数字信号，并输出到单片机CPU19的数据输入接口；单片机CPU19的输出接口与LCD显示器14相连接，以显示单片机CPU19运算处理的结果；单片机CPU19的数据交换接口与存贮器20的数据接口相连接，用以双向交换信息；另外，所述的键盘5与单片机CPU19的五条端口线相连接，实现记忆角度、重示角度、清除记忆、角度保持等功能。

电子倾角传感器11安装在测角器1内部，测角器1是一个上部带手持横梁6的密封矩形盒，其二个垂直工作面12垂直于另一个水平工作面13，当测角器的工作面紧贴被测面时，电子倾角传感器11输出一个与被测面成正比的电压信号，该信号通过可插拨电缆线3传输到数显仪表2，经数显仪表2的电子部件16的处理，最后在LCD显示器14上显示出来；使用者可通过键盘5进行相应的功能操作，当进行“记忆角度”操作时，所测当前角度值保存到存贮器20中，并将记忆次数累加1次；当进行“重示角度”操作时，六位角度显示器7上会显示角度值大小和方向，同时还在二位角度记忆次数显示器4上显示出是第几次所测数据；这二个功能结合使用，可方便使用者进行多点测量，将测量结果保存在倾斜仪的存贮器20内，并可随时对测量结果进行一一查阅；当进行“记忆清除”操作时，将清除保存在存贮器20中的角度记忆数据；当进行“基准选择”操作时，零基准提示符9亮，倾斜仪将定义第一个测量面为零基准面，测角器1的工作面移到第二个测量面时，此时LCD显示器14上显示的角度值为以上二个测量面的夹角值，即相对角；再按一次此键，进入绝对角测量状态；当进行“角度保持”功能操作时，LCD显示器14上显示的角度值将会被锁定，不会随测角器1工作面的移动而变化，重复操作此键，锁定状态解除；倾斜仪采用充电电池供电，电压值低于设定值时，电压提示符8闪亮报警；当测角器1超出测量范围时，过量程提示符10闪亮。

如图3、4所示：电子倾角传感器11的输出端通过电阻R13、R17与低漂移的放大电路17的3脚连接，放大后由放大电路17的1脚送入十六位高速串行模数转换电路18的2脚，转换成数字信号后，经单片机CPU19的PA6脚送入单片机进行运算处理；单片机CPU19的PB0、PB1、PB2和PC0、PC1端口和键盘5相连，组成2×3的矩阵薄膜键盘，这六个按键分别是开机关机、记忆角度、重示角度、记忆清除、基准选择、角度保持，操作者通过相应的按键可进行对应的操作；单片机CPU19采用自带32×4的LCD驱动器的八位单片机，倾斜仪的LCD显示器4直接连接于单片机CPU19的COM0～COM3、SEG11～SEG21、SEG23～SEG31上，用以显示各种测量和操作结果；存贮器20的数据和信号线直接与单片机CPU19的PA2、PA3、PC3、PB6端口连接，用以双向交换信息；倾斜仪的电源由充电电池变换成+5V和+9V供给各电子部件，其中+9V通过IC4控制后供给电子倾角传感器11，单片机CPU19在软件的控制下，通过PA4端口线控制IC4的接通与关断，以节省电源功耗；+5V电源供给其它部件。

本实用新型的特点是：由于采用现代单片机与集成电路技术，使倾斜仪的调试、校准工作可通过软件来实现，倾斜仪的智能化程度大大提高。由于本实用新型的测角器与数显仪表是可分离的，因此，操作使用与携带非常方便。本实用新型的测角器工作面尺寸可以变化，从60mm到800mm均可，这种尺寸的变化可能组合成多种规格的产品，这些改变也在本实用新型的保护范围之中。

Claims

1、一种便携式电子倾斜仪，由下列部件组成：测角器，当其工作面紧贴被测物体表面时，可输出与被测表面倾角成正比的电压信号；可插拨电缆线，连接测角器和数显仪表，用以向数显仪表输送测角器输出的电压信号；数显仪表，用以接收测角器输出的电压信号，并将该信号转换成数字信号，在单片机CPU的处理下，将对应的倾角值显示出来；同时操作者通过键盘命令，在单片机的处理下完成对应的功能操作；其特征是：所述的数显仪表由壳体、安装于壳体内部的电子部件、安装于壳体表面上方的LCD显示器，安装于壳体表面下方的键盘组成；而电子部件由放大电路、模数转换电路、单片机CPU、存贮器、电源电路组成；其中，测角器的输出端与放大电路的输入端连接，将该信号进行放大，送入模数转换电路转换成数字信号，并输出到单片机CPU的数据输入接口；单片机CPU的输出接口与LCD显示器相连接，以显示单片机CPU运算处理的结果；单片机CPU的数据交换接口与存贮器的数据接口相连接，用以双向交换信息；另外，所述的键盘与单片机CPU的五条端口线相连接，实现记忆角度、重示角度、清除记忆、角度保持等功能。

2、根据权利要求1所述的便携式电子倾斜仪，其特征是：所述的测角器是由一个水平工作面、同时垂直于水平工作面的二个垂直工作面、一根手持横梁组成的密封矩形盒，其内安装有电子倾角传感器。

3、根据权利要求1所述的便携式电子倾斜仪，其特征是：所述的LCD显示器上包含有六位角度显示器、二位角度记忆次数显示器、电压提示符、零基准提示符、过量程提示符。

4、根据权利要求1所述的便携式电子倾斜仪，其特征是：所述的电源电路由可充电电池组成，它向电路中各部件提供电源。