專(zhuān)利名稱：一種新型數(shù)顯二維電子水平儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，尤其涉及一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，智能化操作，自動(dòng)讀數(shù)，二維測(cè)量的水平儀，屬于機(jī)械測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水平儀發(fā)展至今，從過(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在的智能電子水平儀，已經(jīng)歷經(jīng)無(wú)數(shù)次的更新。隨著現(xiàn)代精密儀器技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)制造、測(cè)量的精度要求也越來(lái)越高。從另一個(gè)方面，為了滿足與計(jì)算機(jī)應(yīng)用同步的需要，我們?cè)絹?lái)越需要測(cè)量可靠性高，實(shí)時(shí)性好的測(cè)量?jī)x器。目前常用水平儀按照工作原理可分為水泡式、電阻式、電感式、電容式、應(yīng)變式等。它們分別是基于帕斯卡定律、熱平衡、應(yīng)變電感、電容原理和力平衡等基本的物理規(guī)律，其測(cè)角范圍大小不一，且測(cè)量準(zhǔn)確度亦相差甚遠(yuǎn)。傳統(tǒng)的氣泡式水平儀由于受環(huán)境和人為因素的影響較大，精度受到限制，已不能滿足高精度測(cè)量的要求；而含有光學(xué)元件的光電 水平儀和激光水平儀由于調(diào)節(jié)困難，成本高，也使其應(yīng)用領(lǐng)域受到了限制。大多數(shù)非電子式的水平儀都是單自由度的水平儀，測(cè)量精度很低，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)二自由度(正交)水平度測(cè)量，而且實(shí)時(shí)性差，不便于進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸、處理和分析，對(duì)數(shù)據(jù)的記錄也很不方便。如建筑領(lǐng)域用的角度測(cè)量工具大多數(shù)也是沿襲千年的氣泡水平尺，由于其主要憑肉眼目測(cè)，無(wú)法精確到小數(shù)點(diǎn)。這種方法精確度低、誤差大，使建筑物質(zhì)量存在安全隱患，發(fā)達(dá)國(guó)家早已禁止使用，并用數(shù)字傾斜儀取代。綜上所述，紛繁眾多的水平儀尤其是存在著智能化程度不高，對(duì)數(shù)據(jù)缺乏處理能力，無(wú)法一次性測(cè)量出被測(cè)面傾斜角和方位角等缺點(diǎn)，此外大多數(shù)產(chǎn)品只能測(cè)量一維的水平度，對(duì)于平面度的測(cè)量十分不便，而且容易引起誤差，極少數(shù)產(chǎn)品能夠測(cè)量?jī)蓚€(gè)自由度的水平度，但是敏感元件(傳感器)仍然采用電解質(zhì)或者差動(dòng)電容傾斜度傳感器，很難達(dá)到高精密的要求，線性度較差，引線的屏蔽、電容器的邊緣效應(yīng)等因素對(duì)該上述類(lèi)型水平儀的影響也較大。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，從而提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，智能化操作，自動(dòng)讀數(shù)，二維測(cè)量的水平儀。為了滿足與計(jì)算機(jī)應(yīng)用同步，智能化的操作需要，我們?cè)絹?lái)越需要測(cè)量可靠性高，實(shí)時(shí)性好的測(cè)量?jī)x器，因此，本新型數(shù)顯二維電子水平儀應(yīng)運(yùn)而生。它是一種非常精確的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具，用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，所述水平儀I包括角度轉(zhuǎn)換模塊2和數(shù)據(jù)處理模塊3 ;所述角度轉(zhuǎn)換模塊2向數(shù)據(jù)處理模塊3傳輸信息和提供電能；所述數(shù)據(jù)處理模塊3處理角度轉(zhuǎn)換模塊2提供的信息。所述角度轉(zhuǎn)換模塊2包括敏感元器件、信號(hào)調(diào)理電路。[0008]所述數(shù)據(jù)處理模塊3包括單片機(jī)301、電源管理管理模塊302、接口 303、顯示屏304、鍵盤(pán)305、電池306。所述敏感元器件、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)301、電源管理管理模塊302位于所述水平I儀內(nèi)；所述鍵盤(pán)305、顯示屏304位于所述水平儀I外上表面；所述接口位于所述水平儀I 一側(cè)面；所述電池306位于所述水平儀I內(nèi)下表面。所述敏感元器件為雙軸加速度傳感器201。所述信號(hào)調(diào)理電路包括放大器202和濾波器203。所述單片機(jī)301包括數(shù)據(jù)采集模塊3011、A/D轉(zhuǎn)換模塊3012、角度解算模塊3013、顯示控制模塊3014。所述顯示屏304為IXD數(shù)碼顯示屏，IXD數(shù)碼顯示屏分辨率高，節(jié)能環(huán)保。所述接口 303為RS-232總線性串行接口，進(jìn)一步所述RS-232總線性串行接口換為RS-485總線性串行接口進(jìn)行2臺(tái)或2臺(tái)以上水平儀雙向通信。所述水平儀即可測(cè)量動(dòng)態(tài)加速度，如振動(dòng)；又可測(cè)量靜態(tài)加速度，如重力加速度，并能承受大于等到IKG的沖擊。電子水平儀是一種非常精確的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具，用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。使用電子水平儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有高精度性、實(shí)時(shí)性、連續(xù)性的特點(diǎn)，通過(guò)對(duì)建筑物連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，能對(duì)建筑物的安全性和穩(wěn)定性作出確切的判斷和預(yù)測(cè)。對(duì)大型和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物，可使用多臺(tái)電子水平儀進(jìn)行總線型串行接口連接，通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)RS-232串行接口轉(zhuǎn)換為RS-485串行接口，可進(jìn)行多臺(tái)電子水平儀的雙向通信，能對(duì)建筑物各部分及總體受力和變形情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析。本實(shí)用新型主要廣泛應(yīng)用于橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、地質(zhì)勘探、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域的角度測(cè)量，特別是建筑工程規(guī)劃驗(yàn)線、施工、安裝、裝飾、裝修、監(jiān)理、質(zhì)監(jiān)、驗(yàn)收等建筑行業(yè)必備的角度計(jì)量工具。本實(shí)用新型的有益效果是第一，可以精確測(cè)量小角度，可以測(cè)量?jī)蓚€(gè)自由度；第二，進(jìn)行監(jiān)測(cè)具有高精度性、實(shí)時(shí)性、連續(xù)性的特點(diǎn)；第三，智能化，抗干擾，易操作，低噪音，功率消耗低，防水防油防塵防潮；第四，可以置于人難以觀察的地方，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的讀數(shù)和檢測(cè)；第五，電子數(shù)顯，自動(dòng)讀數(shù)，實(shí)時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；第六，功能齊全，數(shù)據(jù)處理和分析能力強(qiáng)，穩(wěn)定性能優(yōu)。

圖I為數(shù)顯二維電子水平儀結(jié)構(gòu)圖圖2單片機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖3為雙軸加速度傳感器電路圖
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，所述水平儀(I)包括角度轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)處理模塊(3);所述角度轉(zhuǎn)換模塊(2)向數(shù)據(jù)處理模塊(3)傳輸信息和提供電能；所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)處理角度轉(zhuǎn)換模塊(2)提供的信息。所述角度轉(zhuǎn)換模塊(2)包括敏感元器件(201)、信號(hào)調(diào)理電路。所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)包括單片機(jī)(301)、電源管理管理模塊(302)、接口(303)、顯示屏(304)、鍵盤(pán)(305)、電池(306)。所述敏感元器件、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)(301)、電源管理管理模塊(302)位于所述水平(I)儀內(nèi)；所述鍵盤(pán)(305)、顯示屏(304)位于所述水平儀(I)外上表面；所述接口 位于所述水平儀(I) 一側(cè)面；所述電池(306)位于所述水平儀(I)內(nèi)下表面。所述敏感元器件為雙軸加速度傳感器(201)，雙軸加速度傳感器(201)的電路圖如圖3所示。所述信號(hào)調(diào)理電路包括放大器(202)和濾波器(203)。所述單片機(jī)(301)包括數(shù)據(jù)采集模塊(3011)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(3012)、角度解算模塊(3013)、顯示控制模塊(3014)。所述顯示屏(304)為IXD數(shù)碼顯示屏。所述接口(303)為RS-232總線性串行接口，進(jìn)一步所述RS-232總線性串行接口換為RS-485總線性串行接口進(jìn)行2臺(tái)或2臺(tái)以上水平儀雙向通信。水平儀(I)放在被測(cè)物體A上，雙軸加速度傳感器(201)隨著水平儀(I) 一起傾斜，應(yīng)鍵盤(pán)(305)輸入的信息，雙軸加速度傳感器(201)采集到的信息，經(jīng)過(guò)放大器(202)和濾波器(203)對(duì)信息進(jìn)行調(diào)理，并傳輸給單片機(jī)(301)，通過(guò)單片機(jī)(301)中的模塊(如采集模塊(3011)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(3012)、角度解算模塊(3013)、顯示控制模塊(3014))進(jìn)行處理，把有效信息傳至LCD數(shù)碼顯示屏，使工作人員直觀有效地得到測(cè)量數(shù)據(jù)，整個(gè)過(guò)程需要電池306供電，然后由電源管理模塊(302)進(jìn)行分配。在測(cè)量過(guò)程中本實(shí)用新型水平儀有著自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)的功能，必要時(shí)可以通過(guò)接口(303)把所有數(shù)據(jù)和信息傳輸給計(jì)算機(jī)，另外還有著5分鐘自動(dòng)關(guān)屏可能。
權(quán)利要求1.一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述水平儀(I)包括角度轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)處理模塊(3);所述角度轉(zhuǎn)換模塊(2)向數(shù)據(jù)處理模塊(3)傳輸信息和提供電能；所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)處理角度轉(zhuǎn)換模塊(2)提供的信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述角度轉(zhuǎn)換模塊(2)包括敏感元器件、信號(hào)調(diào)理電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)包括單片機(jī)(301)、電源管理管理模塊(302)、接口(303)、顯示屏(304)、鍵盤(pán)(305)、電池(306)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述敏感元器件、信號(hào)調(diào)理電路、單片機(jī)(301)、電源管理管理模塊(302)位于所述水平(I)儀內(nèi)；所述鍵盤(pán)(305)、顯示屏(304)位于所述水平儀(I)外上表面；所述接口位于所述水平儀(I) 一側(cè)面；所述電池(306)位于所述水平儀(I)內(nèi)下表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述敏感元器件為雙軸加速度傳感器(201)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理電路包括放大器(202)和濾波器(203)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述單片機(jī)(301)包括數(shù)據(jù)采集模塊(3011)、A/D轉(zhuǎn)換模塊(3012)、角度解算模塊(3013)、顯示控制模塊(3014)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述顯示屏(304)為IXD數(shù)碼顯示屏。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述接口(303)為RS-232總線性串行接口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，其特征在于，所述RS-232總線性串行接口換為RS-485總線性串行接口進(jìn)行2臺(tái)或2臺(tái)以上水平儀雙向通信。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種新型數(shù)顯二維電子水平儀，水平儀(1)包括角度轉(zhuǎn)換模塊(2)和數(shù)據(jù)處理模塊(3)；所述角度轉(zhuǎn)換模塊(2)向數(shù)據(jù)處理模塊(3)傳輸信息和提供電能；所述數(shù)據(jù)處理模塊(3)處理角度轉(zhuǎn)換模塊(2)提供的信息。本實(shí)用新型具有智能化操作、數(shù)顯自動(dòng)讀數(shù)、二維同時(shí)測(cè)量、精度高、實(shí)時(shí)性、連續(xù)性、快捷、方便等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C9/02GK202501842SQ20112048300
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者華強(qiáng), 吳關(guān)根, 韓芬英, 黃永祥 申請(qǐng)人:杭州工具量具有限公司