一種球面電容式平面水平檢測傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球面電容式平面水平檢測傳感器，由塑料球面（1）、固定電極A（2）、固定電極B（3）、固定電極C（4）、液態(tài)動電極（5）、底座（6）組成。塑料球面（1）成空心球形，內部裝有一半容量的導電液形成液態(tài)動電極（5）、塑料球面（1）外表面從縱向分成三等分球面，每三分之一球面鍍上金屬膜構成三個固定電極，三個固定電極之間相互絕緣，三個固定電極與液態(tài)動電極（5）構成三個可變電容，當?shù)鬃胖迷谒矫鏁r，三個電容的容量相等，當平面傾斜時，三個電容容量發(fā)生變化，電容增大的面位置低，電容減小的面位置高，從而判斷平面水平。
【專利說明】一種球面電容式平面水平檢測傳感器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感、機械、儀表及制造技術，特指用于測量平面是否水平電子水平儀。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的水平儀為氣泡型水平儀，氣泡型水平儀主要依靠氣泡偏移水準器中間位置的偏移量來測量工件表面某一區(qū)域的不平度。其缺陷在于:氣泡型水平儀對溫度很敏感，隨著溫度的升高，氣泡長度變化，氣泡管內腔的尺寸也變化，導致儀器測量誤差增大；其次，氣泡型水平儀各工作面要在使用前要根據(jù)氣泡的位置來判斷水平儀的零位是否準確，且只能測量有限方向的水平程度，不能檢測出傾斜的角度；再則，被測平面水平與否靠眼睛觀測水準氣泡相對與零位的偏離程度來獲得，檢測結果具有人為性。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明設計一種球面電容式平面水平檢測傳感器，為水平儀電子化創(chuàng)造條件，解決傳統(tǒng)氣泡式水平儀靈敏度、精確度低，不能進行數(shù)字顯示的不足。
[0004]解決本發(fā)明的技術方案是，一種球面電容式平面水平檢測傳感器，由塑料球面
(I)、固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)組成；塑料球面(I)成空心球形，內部密封并裝有一半容量的導電液形成液態(tài)動電極(5)、塑料球面(I)外表面從縱向分成三等分球面，每一等份球面鍍上金屬膜分別構成固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)，三個固定電極之間相互絕緣、與液態(tài)動電極(5)構成三個可變電容器。
[0005]進一步，所述固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)、電容轉換電路(7)和單片機系統(tǒng)(8)組成平面水平檢測裝置，固定電極A (2)、固定電極B
(3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)分別連接到電容轉換電路(7)，電容轉換電路(7)連接單片機系統(tǒng)(8);單片機系統(tǒng)(8)能處理電容轉換電路(7)的電容變量信號。
[0006]所述固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)、電容轉換電路(7)和單片機系統(tǒng)(8)組成平面水平檢測裝置，固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)分別連接到電容轉換電路(7)，電容轉換電路(7)連接單片機系統(tǒng)(8)。
[0007]進一步，所述電容轉換電路(7 )為兩個電容數(shù)字轉換芯片，直接將三個可變電容器的容量轉換成電容數(shù)字值。
[0008]進一步，所述電容轉換電路(7)的兩個電容數(shù)字轉換芯片是AD1750 ;直接將三個可變電容器的容量轉換成電容數(shù)字值。
[0009]進一步，所述單片機系統(tǒng)(8)包括單片機STC12LE4052、按鍵和顯示。
[0010]進一步，所述塑料球面(I)厚度均勻，當?shù)鬃胖迷谒狡矫鏁r，三個電容的容量相等，當?shù)鬃鶅A斜時，三個電容容量發(fā)生變化，電容增大的面位置低，電容減小的面位置高，從而判斷平面水平。用于檢測平面是否水平和測量平面傾角。[0011]本發(fā)明的有益效果是巧妙利用了球形結構進行設計，具有體積小，重量輕，靈敏度高，測量及安裝方便，測量數(shù)據(jù)能夠數(shù)字化顯現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為結構示意圖，圖2為俯視圖，圖3為主視圖，圖4為電路原理框圖。圖1?圖4中，I為塑料球面、2為固定電極A、3為固定電極B、4為固定電極C、5為液態(tài)動電極、6底座、7為處理電路、8為單片機系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0013]參照附圖1-4，更詳細的說明本發(fā)明的實施；
實施例1 一種球面電容式平面水平檢測傳感器，由塑料球面(I)、固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)、底座(6)、電容轉換電路(7)和單片機系統(tǒng)(8)組成；塑料球面(I)成空心球形，球面壁厚度均勻，內部密封并裝有一半容量的導電液形成液態(tài)動電極(5)，塑料球面(I)外表面從縱向分成三等分球面，每三分之一球面鍍上金屬膜構成三個固定電極分別為固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4),三個固定電極之間相互絕緣、與液態(tài)動電極(5)構成三個可變電容；三個可變電容器連接到電容轉換電路(7 )，處理電路連接到單片機系統(tǒng)(8 )。底座(6 )用于支撐整個球面電容，當?shù)鬃胖迷谒狡矫鏁r，三個電容器的容量相等，當?shù)鬃鶅A斜時，三個電容器容量發(fā)生變化，位置低的面電容量增大，位置高的面電容量減小，從而判斷平面水平。
[0014]實施例2本實施例中，電容轉換電路(7)為兩片電容數(shù)字轉換芯片AD7150，直接將三個電容器的容量轉換成數(shù)字值，由單片機系統(tǒng)(8)讀取結果，并在單片機中計算出電容值。單片機通過三個電容值的大小可計算出底座(6)所在平面傾斜角度。
[0015]實施例3本實施例中，單片機系統(tǒng)(8)包括單片機、單片機復位電路、晶振、按鍵和顯示器，單片機采用STC12LE4052，采用+3.3V電源供電。
[0016]實施例4本實施例中，塑料球面(I)的外直徑為28mm，塑料球面壁厚為0.5mm,球內導電液采用水銀。
[0017]實施例5上述實施例中的一種球面電容式平面水平檢測傳感器可以內嵌到測量儀器當中，通過固定的基座代替底座(6)。
【權利要求】
1.一種球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是由塑料球面(I)、固定電極A(2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)組成；塑料球面(I)成空心球形，內部密封并裝有一半容量的導電液形成液態(tài)動電極(5)、塑料球面(I)外表面從縱向分成三等分球面，每一等份球面鍍上金屬膜分別構成固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)，三個固定電極之間相互絕緣、與液態(tài)動電極(5)構成三個可變電容器。
2.根據(jù)權利要求1所述的球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是，所述固定電極A(2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)、電容轉換電路(7)和單片機系統(tǒng)(8)組成平面水平檢測裝置，固定電極A (2)、固定電極B (3)、固定電極C (4)、液態(tài)動電極(5)分別連接到電容轉換電路(7 )，電容轉換電路(7 )連接單片機系統(tǒng)(8 );單片機系統(tǒng)(8 )能處理電容轉換電路(7)的電容變量信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是，所述塑料球面(I)厚度均勻，當?shù)鬃胖迷谒狡矫鏁r，三個電容的容量相等，當?shù)鬃鶅A斜時，三個電容容量發(fā)生變化，電容增大的面位置低，電容減小的面位置高，從而判斷平面水平。
4.根據(jù)權利要求2所述的球面電容式平面水平檢測傳感器用于檢測平面是否水平和測量平面傾角。
5.根據(jù)權利要求2所述的球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是，所述電容轉換電路(7)為兩個電容數(shù)字轉換芯片，直接將三個可變電容器的容量轉換成電容數(shù)字值。
6.根據(jù)權利要求5所述的球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是，所述電容轉換電路(7)的兩個電容數(shù)字轉換芯片是AD1750。
7.根據(jù)權利要求2所述的球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是，所述單片機系統(tǒng)(8)包括單片機STC12LE4052、按鍵和顯示。
【文檔編號】G01C9/20GK103808303SQ201410080295
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權日:2014年3月6日
【發(fā)明者】劉志壯, 張文昭 申請人:湖南科技學院