[实用新型]一种数字化水平测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水平测量装置，特别涉及一种利用压力差信号实现数字化水平测量的装置。

背景技术

水平测量仪是一种用于测量水平状态的测量仪器，广泛应用于建筑、交通和设备安装等大型工程或精密工程中。目前，水平仪有气泡水平仪和电子水平仪两种，其中，气泡水平仪是利用气泡可经常保持在最高位置的特性，通过目测检验物体是否水平；电子水平仪的主要原理有电感式和电容式两种，通过电感或电容输出的信号变化判断物体的水平位置及倾斜角度。现有的水平测量仪存在分辨率较低，数字化程度较低，信息后处理适用性较差等不足。

因此，提供一种具有普遍适用性、高精度、高分辨率的数字式水平传感器，有着十分重要的现实意义和应用价值。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种适用性广、测量高精度的数字化水平测量装置。

实现本实用新型所采用的技术方案是提供一种数字化水平测量装置，它包括：水平姿态取样器和信号处理器；所述的水平姿态取样器，它包括一个管状体，其中注有工作液体；工作液体将管状体的两端隔绝开，管状体的两端形成两个相互独立的密闭的气腔；所述的信号处理器，它包括气体压差传感器和信号处理电路；气腔内的气压分别通过输气管与气体压差传感器的输入端相连接；气体压差传感器输出的微压差电压信号经信号处理电路处理后，输出数字化水平测量结果。

在上述技术方案中，所述的管状体，其形状为U形、V形或弧形；所述的气腔由与管状体两端连接的橡胶气管形成；所述的信号处理电路包括前置差分放大器、模数转换器、信号处理器、数字信号输出接口和测量值显示器。

本实用新型技术方案的水平测量原理是：在管状体内注入液体后，使其两端分别形成气腔。测量时，基准紧贴待测面，若待测面为水平时，管状体两端气腔中的压强相同，气压差为零；待测面为倾斜时，管状体内的液面发生变化，引起两端气腔中的气体压强发生变化，形成气压差，由微压差传感器接受该压差信号并输出其相应的电压差信号。微气压差传感器输出信号电压，由信号处理电路根据实际测量状态，智能改变放大器增益，压差信号经嵌入式计算机处理，获得水平度测量的数字化信息，经显示器显示，提供监测数据，或经通讯接口发送至其他装备。

微气压差传感器输出信号电压经放大器放大后，处理器将它转换成相应的数字化信息。所获数字化信息即为水平（倾斜度）测量值。或者经计算转换显示成二待测点的高程差。处理器可依据信号的强弱，调控放大器增益，以适应更大的测量范围和更高的测量精度。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

1、以气压差为测量传感信号，采用压差/倾斜度转换标定方法，实现了一、二维的水平度定量测定。

、本实用新型以微压差作为间接测量水平值，传感器结构简洁、灵敏度高，并采用大量程微压差传感器接收，提高水平度测量精度和测量范围，实现了数字化信号输出，可实现与其他数字化设备配接。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种数字化水平测量装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种数字化水平测量装置的信号处理电路的功能示意图；

图3本实用新型实施例提供的一种数字化水平测量装置的传感器输出差分信号电压与待测平面倾斜角度的函数关系图。

图中：1、水平仪测量基点；2、水平仪测量基架；3、待测平面；4、气腔（橡胶气管）；5、数字信号输出接口；6、测量值显示器；7、信号处理器；8、模数转换器；9、气体压差传感器；10、工作液体；11、水平姿态取样器；12、前置差分放大器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型技术方案作进一步描述。

实施例一：