[发明专利]基于球腔水银反射的倾斜度测试仪及测试方法

说明书

本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种基于球腔水银反射的倾斜度测试仪及测试方法，测试仪包括信号采集模块、信号调理模块和控制模块；信号采集模块包括外壳和设于外壳内的测试球，测试球包括内球面、外球面、第一固定轴和第二固定轴，内球面和外球面同心设置，内球面外壁设有光发收器，每个光发收器包括发光二极管和用于采光的感光管；内球面外壁和外球面内壁均涂刷黑色吸光材料；内球面和外球面之间构成间隙腔，间隙腔内下部注入水银，水银面指向球心的圆面边界与光发收器所在区域的外接圆平行且大小一致；信号调理模块用于对由感光管采集的光信号转换的电信号进行信号调理；控制模块用于倾斜角计算。本发明实现倾斜角计算检测。

技术领域

本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种基于球腔水银反射的倾斜度测试仪及测试方法。

背景技术

在工农业生产和服务、科学研究及日常生活中，角度或倾斜度测量是时常需要的，例如在设备安装、机械加工、建筑施工和交通运输等领域。然而，目前角度测量仪普遍存在精度低或者性价比不高的缺点，本发明旨在解决该问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种基于球腔水银反射的倾斜度测试仪及测试方法，实现倾斜度检测，检测精度高。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：基于球腔水银反射的倾斜度测试仪，包括信号采集模块、信号调理模块和控制模块；

信号采集模块，包括正方体形状的外壳和设于外壳内的测试球，测试球包括内球面、外球面、第一固定轴和第二固定轴，内球面和外球面同心设置，内球面和外球面通过相互垂直的第一固定轴和第二固定轴进行固定，内球面和外球面的共同球心与第一固定轴和第二固定轴的交点重合；内球面外壁设有光发收器，在离散经线上形成M个光发收器半圆阵列，每个光发收器半圆阵列中沿经线分布有N个光发收器，光发收器半圆阵列上下两端的光发收器所在直线与外壳底面相垂直，每个光发收器包括发光二极管和用于采光的感光管；内球面外壁和外球面内壁均涂刷黑色吸光材料；内球面和外球面之间构成间隙腔，间隙腔内下部注入水银，水银面指向球心的圆面边界与光发收器所在区域的外接圆平行且大小一致；

信号调理模块，用于对由感光管采集的光信号转换的电信号进行信号调理；

控制模块，用于控制发光二极管发光及人机交互、用于根据调理后的电信号所载光照信息进行倾斜角计算。

按以上方案，所述光发收器包括一个发光二极管T和四个感光管R₁、R₂、R₃、R₄，发光二极管T居中，感光管R₁、R₂、R₃和R₄均匀分布于其四周，呈十字形排列。

按以上方案，所述信号调理模块包括依次电连接的加法器、信号调理器和模数变换器，加法器的输入端连接于四个感光管的输出端，模数变换器电连接于控制模块输入端；感光管输出的四路输出电压输入至加法器，加法器的输出电压输入至信号调理器进行放大滤波处理，信号调理器的输出电压输入至模数变换器进行模数变换后输出至控制模块。

按以上方案，控制模块包括微处理器、显示器、扬声器和键盘，微处理器电连接于模数变换器获取光照信息后进行进行倾斜角计算，显示器、扬声器和键盘均电连接于微处理器用于人机交互；微处理器还电连接于发光二极管控制发光二极管发光。

按以上方案，内球面外壁和外球面内壁表面均进行细粒状加工。

基于球腔水银反射的倾斜度测试方法，采用上述的基于球腔水银反射的倾斜度测试仪，其特征在于，所述测试方法为：