專利名稱：數(shù)字式條式測角儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀器領(lǐng)域，具體涉及一種傾角測量儀器技術(shù)的數(shù)字式測角儀。
背景技術(shù)：
目前，對傾角的測量的技術(shù)都比較落后，仍采用傳統(tǒng)的水泡式角度測量顯示裝置，即看水泡來量角度的方式，這種傳統(tǒng)技術(shù)不僅準確性差，讀數(shù)很不方便，而且功能單一，難以適應(yīng)檢測技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是根據(jù)現(xiàn)有傳統(tǒng)測量技術(shù)的缺陷，而提供一種電子現(xiàn)代化檢測工具的數(shù)字式條式測角儀。它可簡便、高效、準確地對角度、斜度、絕對角度、相對角度測量，并直接數(shù)字顯示。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的，它采用模擬信號輸出的數(shù)字式傾角傳感器電路模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，信號微處理器電路，顯示電路，并依次連接組成，該裝量呈條式狀態(tài)，其條式液晶顯示面朝上，與測量面平行，其模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸入端與傳感器的輸出端連接，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸出端與微處理器連接，微處理器用來接收處理模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的輸入信息，轉(zhuǎn)換成用戶所需要的信息，其輸出端與顯示電路相連；鍵盤電路，用來接收用戶信息，輸出端與微處理器相連接，顯示電路，輸入端與微處理器相連接，接收和顯示微處理器的信息；電源監(jiān)控的電路，輸入端與電源相連接，監(jiān)控電源的電量，并將電量信號傳給微處理器，其輸出端與微處理器相連接。傳感器及所有單元電路均封裝于帶基準面的金屬條型箱體內(nèi)，測量值直接數(shù)字顯示，能準確進行角度測量。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)組合方框圖；圖2為本實用新型主程序流程圖；圖3為本實用新型條狀式盒外形結(jié)構(gòu)圖；圖4為本實用新型電路原理圖；圖5為本實用新型鍵盤處理流程圖；圖6為本實用新型數(shù)據(jù)處理流程圖；附圖標號1電源、2電源監(jiān)測電路、3傾角傳感器電路、4模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、5存儲器電路、6鍵盤、7顯示電路、8機外殼、9電源開關(guān)、10絕對/相對鍵、11角度/斜度鍵、12鎖定/解鎖鍵、13夜光/校準鍵。
具體實施方式
本實用新型是由傾角傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、信號微處理器、存儲電路、鍵盤、顯示電路依次連接組成，其電路工能塊說明如下1.電源此功能塊輸出兩路電壓，一路是3V，供給整個系統(tǒng)的數(shù)字電路部分，此部分對電壓要求精度不高，一般是3V穩(wěn)壓芯片就可以達到要求，此部分選用芯片為TPS77060，另一路是5V，供給整個系統(tǒng)的模似部分，包括傳感器、A/D的模似輸入電壓和參考輸入電壓，此部分電壓的穩(wěn)定性關(guān)系到傳感器輸出電壓的穩(wěn)定和A/D的轉(zhuǎn)換精度，所以此部分對電壓要求很高，此部分選用的芯片為MAX6065。
2.電源監(jiān)測此功能塊監(jiān)測供電電壓，由于電源5V電源要求精度很高，當5V穩(wěn)壓芯片的輸入電壓小于一定的限值時，輸出電壓就會不穩(wěn)，這將會嚴重影響到傳感器工作的穩(wěn)定性和A/D的轉(zhuǎn)換精度，所以，必須監(jiān)測輸入電壓，此部分芯片為MCP3201，此芯片的特點是適合電壓檢測，能過串行接口與微處理器相連，將檢測信息傳給微處理器。
3.傳感器此部分將檢測的角度值轉(zhuǎn)換成電壓值，輸出到A/D轉(zhuǎn)換器，為了提高輸出電壓的穩(wěn)定性，在輸出端加了一級RC濾波。
4.A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，此部分將傳感器輸出的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù)字值，輸出到微處理器，便于微處理的處理器的處理。此部分的轉(zhuǎn)換精度直接影響到整個儀器的性能，由于電壓漂移的影響不可避免，所以，在這部分，A/D的模似電壓與參考電壓共用一個電壓，有效的克服了電壓漂移的影響引起的轉(zhuǎn)換誤差，還有，由于A/D轉(zhuǎn)換器本身參數(shù)的微小變化，也會影響到A/D轉(zhuǎn)換的精度，為了克服這一點，我們選用了帶有自校正功能的A/D轉(zhuǎn)換器，通過A/D轉(zhuǎn)換器的自校正來提高轉(zhuǎn)換的精度，這部分選用的芯片為ADS1244，通過串行接口與微處理相連，將檢測信息傳給微處理器。
5.微處理器此部分對鍵盤輸出、電源監(jiān)測輸出與A/D輸出的值做出處理，需要做大量的數(shù)據(jù)運算，選用的芯片為16位低功耗單片機MSP430F413，從A/D輸出的值，不可避免的存在波動與非線性，這會影響到輸出結(jié)果的穩(wěn)定和精度，在這里，為了抑制波動，我們做了軟件濾波，由于非線必一影響了精度，通過插值法進行了非線性校正，為了進一步提高穩(wěn)定性，做了跟蹤濾波處理，運算結(jié)果輸出到顯示器。
6.存儲器此部分用于存儲一些參數(shù)和數(shù)據(jù)，如非線必校正的參數(shù)，此部分選用的芯片為24LC64。
7.鍵盤接收用戶命令，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的鍵值，輸出到微處理器。
8.顯示接收微處理器的輸出的數(shù)據(jù)，將其顯示，為了降低功耗，此部分用LCD。
9.電源開關(guān)打開或關(guān)斷主電路板供電電源，此部分用芯片4013，二極管和三級管來實現(xiàn)。
功能說明1.對角度測量測量被測面與水平面之間的角度。
2.角度測量測量兩個被測量之間的角度。
3.斜度測量測量被測面與水平面之間的斜度，公式為H＝L*tan(α)，H＝1000(mm)，-5°≤α≤5°。
4.鎖定可以鎖定某一角度，使顯示值不再變化。
5.自校正此功能可以提高測量的精度，校正測角儀長期使用而出現(xiàn)的誤差。
6.夜光此功能便于夜間測量，便于觀看測量值。
按鍵說明1.[電源開關(guān)]鍵2.[絕對/相對]鍵絕對角與相對角切換，在自校準狀態(tài)下為自校準功能。
3.[角度/斜度]鍵角度與斜度切換，在自校準狀態(tài)下為自校準功能。
4.[鎖定/解鎖]鍵鎖定于解鎖切換。
5.[夜光/校準]鍵夜光開關(guān)，長時間接下進入自校準狀態(tài)。
本實用新型為條狀式液晶顯示儀，顯示面朝上，它與測量面平行，它外殼的面板上內(nèi)沒有液晶顯示器8、電源開關(guān)10、絕對/相對鍵11、角度/斜度鍵12、鎖定/解鎖鍵13、夜光/校準鍵14。
權(quán)利要求1.一種數(shù)字式條式測角儀，包括模擬信號輸出的數(shù)字式傾角傳感器后續(xù)電路，其特征是后續(xù)電路由以下單元電路相連接組成模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(4)，其輸入端與傳感器(3)的輸出端相連接，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸出端與微處理器(5)連接；微處理器(5)，用來接收處理模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的信息機鍵盤輸入信息，轉(zhuǎn)換成用戶所需要的信息，其輸出端與顯示電路相連；鍵盤輸入電路(7)，用來接收用戶信息，輸出端與微處理器相連接，存儲電路(6)，用來存儲微處理器必要的信息以及用戶信息，其輸入輸出端與微處理器相連；顯示電路(8)，輸入端與微處理器相連接，接收和顯示微處理器的信息；電源監(jiān)控電路(2)，輸入端與電源(1)相連接，監(jiān)控電源的電量，并將電量信號傳給微處理器，其輸出端與微處理器相連接。
2.權(quán)利要求所述數(shù)字式條式測角儀，其特征是該機外殼為條狀，液晶顯示面朝上與測量面平行，顯示器(8)安裝在外殼(9)面板上，并沒有電源開關(guān)(10)與控制鍵(11)、(12)、(13)、(14))。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式條式測角儀，其特征是所述的傾角傳感器，能將角度值轉(zhuǎn)換成電壓值。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式條式測角儀，其特征是在A/D轉(zhuǎn)換器輸入端加了一級RC濾波，A/D的模擬電壓與參考電壓共用一個電壓，并設(shè)低電報警電路。
5.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字式條式測角儀，其特征是顯示器為液晶顯示，所有單元電路均為低功耗電路設(shè)計，并設(shè)有測量角度、斜角、絕對角度、相對角度功能和自校功能。
專利摘要本實用新型涉及一種數(shù)字式條式測角儀，包括模擬信號輸出的數(shù)字式傾角傳感器以及以下單元電路模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路，其輸入端與傳感器的輸出端相連接，將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，輸出端與微處理器連接；微處理器，用來接收處理模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換電路的信息機鍵盤輸入信息，轉(zhuǎn)換成用戶所需要的信息，其輸出端與顯示電路相連；鍵盤輸電路用來接收用戶信息，輸出端與微處理器相連接，存儲電路用來存儲微處理器必要的信息以及用戶信息，其輸入輸出端與微處理器相連，顯示電路，輸入端與微處理器相連接，接收和顯示微處理器的信息，電源監(jiān)控的電路并將電量信號傳給微處理器，其輸出端與微處理器相連接。
文檔編號G01D5/12GK2760509SQ200420069290
公開日2006年2月22日 申請日期2004年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月29日
發(fā)明者周業(yè)華 申請人:周業(yè)華