[发明专利]一种数字象限仪

说明书

本发明公开了一种数字象限仪，其通过使用加速度传感器获取被测平面的模拟倾角信号，进行低通滤波和多级中值滤波等操作后，输出所述被测平面的最终倾角数据并进行显示。本发明通过所述数字象限仪实现了对被测平面倾角的自动化检测和可视化显示，减少了人工参与，缩短了测量时间，提高了测量精度，此外通过设置显示器的背光灯，扩大了该数字象限仪的使用场景。

技术领域

本发明属于测量技术领域，特别是涉及一种测量水平的象限仪。

背景技术

象限仪是一种基于水准器原理的计量仪器。象限仪既可检查水平，也可测量倾斜角。现有技术中使用象限仪测量平面、管件或轴相对于水平面的倾斜角时，将所述象限仪水平放置在被测量的平面或火炮的象限仪台/座上，必要时进行固定。然后松开锁紧螺母并旋转象限仪的分度盘至所需的角度值时锁紧紧固螺钉，并用微动螺钉将水准器的水泡准确地调至正中间。然后根据标尺上的刻度对正情况判读角度值。在所述象限仪操作过程中，需要看水泡移动，靠肉眼来分辨，然后根据标尺判读数值，操作不便捷、显示不直观，易产生视觉误差，且耗时较长、暗夜条件下无法使用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种数字象限仪，解决现有技术中传统的象限仪使用时对操作技能要求高、显示不直观、操作繁琐、耗时较长、效率较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：一种数字象限仪，包括：数据采集单元，用于输出被测平面的模拟倾角信号；控制单元，接收所述模拟倾角信号，计算并输出最终倾角结果；显示单元，显示所述最终倾角结果。

在本发明数字象限仪另一实施例中，所述数据采集单元为SCA103T的倾角传感器，其中将所述SCA103T的差分模拟输出作为所述被测平面的倾角模拟信号传送给所述控制单元。

在本发明数字象限仪另一实施例中，所述控制单元在接收到所述差分模拟输出后，将该差分模拟输出转换为相应的角度，对所述角度进行30次AD转换，并对所得数值用冒泡法排序，选取中间第15位置的数值，重复上述循环30次对所得数据存储并排序，再选取其中间第15位置的数值作为所述最终倾角结果。

在本发明数字象限仪另一实施例中，所述控制单元还包括温度修正模块，所述温度修正模块的温度修正过程：首先，计算环境温度对所述倾角传感器造成的输出误差：

Scorr＝-0.0000005*T³-0.00005*T²+0.0032*T-0.031

其中，T为环境温度；

其次，根据所述倾角传感器灵敏度计算出相对环境的修正后灵敏度：

SENS_comp＝Sensitivity*(1+Scoor/100)

其中，SENS_comp为温度补偿后的灵敏度，Sensitivity为所述倾角传感器标注的灵敏度，对于SCA103T倾角传感器而言，其Sensitivity为16V/g；

最后，根据所述SENScomp，计算经温度修正后的所述被测平面的角度：

其中，Off_set是倾角传感器在0度时的输出值，V_Dout是倾角传感器的差分模拟输出的差值。

在本发明数字象限仪另一实施例中，所述控制单元进一步包括电源检测控制模块，其用于检测所述数字象限仪的使用情况，当检测到在特定时间段内无人使用所述数字象限仪时，则关闭所述数字象限仪的电源。