[发明专利]小型电子水平仪

说明书

技术领域

 本发明属于工程上实用的检测装置，尤其是一种小型电子水平仪。

背景技术

水平仪是一种常用的测量小角度的量具，它广泛应用于机械和仪表制造中，通过测量相对水平位置的倾斜角获取机床机械设备水平位置和工作台面的平面度及导轨的直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等，已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油砖井、航空航海、工业自动化、机械加工等领域不可缺少的重要工具。但对于水平仪这种精密的测量仪器来说，由于测量电路、微控制器等不可避免地存在温度和时间漂移，将给整个仪器引入零位误差，并影响其精度，因此，消除零位误差和温度对精度的影响是保证测量准确的必要工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，充分运用5位液晶静态显示电路，无线射频技术，具有运算速度快、功耗低、体积小、结构紧凑、使用方便，尤其对小角度水平测量具有更出色的表现。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

由无线接收终端、无线射频单元、液晶显示器、微控制器、传感测量单元、系统电源、电池组组成；其中，传感测量单元由传感器、A/D转换器、单片机组成；微控制器由基础时钟、看门狗定时器、应用端口组成；传感器采用微加工处理的多晶硅结构硅片，用多晶硅的弹性原件支撑它并提供平衡加速所需的阻力，微控制器分别于无线射频单元、液晶显示器、传感测量单元、系统电源相连。

而且，所述的小型电子水平仪，其特征在于：所述的液晶显示器采用5位液晶静态显示电路，五进五出，小数点驱动，静态液晶显示的型号为6500，可静态显示。

而且，所述的小型电子水平仪，其特征在于：所述的传感测量单元将高度V型测量面的底座应用于水平的设计、数字滤波与高精度浮点运算，可减小计算带来的误差。

而且，所述的小型电子水平仪，其特征在于：所述的无线射频模块采用高效FEC，通讯距离大于2000m，最大发射功率可达到27dBm，前向纠错编码方式，提高了抗干扰能力和低误码率。

而且，所述的微控制器上安装了看门狗定时器，对微控制器提供了独立的保护系统。

本发明的优点和积极效果是：

1、利用高精度V型测量面的底座应用于水平仪的设计，角度型铸铁底座上的两个V行测量面，保证精准的测量基准，在测量时该测量面于被测工件相接触，从而减小了测量误差。

2、在软件中实现了数字滤波与高精度浮点运算，尽可能减小计算带来的误差，运用高性能加速度计作为测量传感单元，既有运算速度快、功耗低、体积小、结构紧凑。

3、利用无线射频技术可轻松实现数据的小范围传输，增强了智能化，使用更加方便，尤其是对小角度水平测量具有更出色的表现。

4、本设计主要是通过两个公式的计算：一个是电桥转换公式，将电桥电位差转换为相应的电容值，这个公式转换是由桥电路A/D转换器件来完成；一个是电容值和角度正切的计算公式以及反正切计算公式，最后通过查表比较得出角度，这个过程是由软件来完成。

附图说明

图1是本发明的系统连接框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：

如图1所示，本发明所述的一种小型电子水平仪，由无线射频模块、液晶显示器、微控制器、传感测量单元等组成；其中，传感测量单元由传感器、A/D转换器、单片机组成；传感器采用微加工处理的多晶硅结构硅片，用多晶硅的弹性原件支撑它并提供平衡加速所需的阻力，微控制器由基础时钟、看门狗定时器、应用端口组成；微控制器分别于无线射频模块、液晶显示器、传感测量单元、系统电源相连。

本发明的结构和工作原理如图1所示，电池组通过系统电源对电子水平仪供电后，首先系统进行初始化工作，对微控制器的基础时钟、看门狗定时器、各应用端口等片内模块寄存器进行配置；系统进入正常工作状态后，微控制器调取加速度计的测量结果，经过传感测量单元进行相应运算后，将结果送入液晶显示器进行实时显示；紧接着微控制器向无线射频模块发出询问指令并判断当前接收缓存中是否收到要求发送数据的指令；如果是，则将本次测量结果发送出去，传送到无线接收终端；如果不是，将继续保持监听状态，系统转入新一轮的测量。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。