專利名稱：圓弧式光柵傾角傳感器及圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傾角度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種圓弧式光柵傾角傳感器。
背景技術(shù)：
軍事方面，在火炮的射擊準(zhǔn)備及日常檢查維修中，精確、快速測(cè)定斜面傾角屬于常 用技術(shù)。目前，多種傾角傳感器可用于系統(tǒng)的水平測(cè)量?！肮腆w擺”式傾角傳感器是一種單 擺的傾斜度測(cè)量工具，其由擺錘、擺線、支架組成。水準(zhǔn)儀是根據(jù)中央水準(zhǔn)氣泡是否居中、傾 斜方向來(lái)判定系統(tǒng)是否水平并進(jìn)行傾斜方向的確定。象限儀可按照設(shè)定好的角度，調(diào)節(jié)系 統(tǒng)使水準(zhǔn)氣泡居中來(lái)達(dá)到調(diào)節(jié)系統(tǒng)角度的目的，或直接將象限儀置于系統(tǒng)上，通過(guò)調(diào)節(jié)象 限儀刻度來(lái)判讀系統(tǒng)的傾斜角度。前述的傾角測(cè)量方法因存在測(cè)量速度偏慢、測(cè)量精度誤 差較大，判讀數(shù)值受人為因素影響較大等不足而不能適應(yīng)炮兵部隊(duì)精確快速測(cè)定斜面傾 角的需要。目前部隊(duì)普遍采用象限儀這種傳統(tǒng)的機(jī)械式測(cè)量方式進(jìn)行傾角測(cè)量，不僅測(cè)量 速率受到很大限制，而且在測(cè)量過(guò)程中，由于水準(zhǔn)氣泡鈍化的原因，以及人眼觀測(cè)偏差，其 綜合誤差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種測(cè)量速度快、測(cè)量精度高，測(cè)量時(shí)角度值可以直接以 讀數(shù)形式直觀顯示的圓弧式光柵傾角傳感器，以滿足傾角測(cè)量使用需求。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種測(cè)量速度快、測(cè)量精度高，測(cè)量時(shí)角度值可以直 接以讀數(shù)形式直觀顯示的圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，以滿足傾角測(cè)量使用需求。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
本圓弧式光柵傾角傳感器包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺和光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)。所 述圓弧式光柵擺是在底殼內(nèi)固定有擺軸，在所述擺軸上安裝有擺臂，在所述擺臂末端安裝 有圓弧光柵；所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼內(nèi)固定有電連接的讀頭光柵和接線座，所述 讀頭光柵平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x包括電連接的圓弧式光柵傾角傳感器、單片機(jī)及數(shù)顯裝 置，所述圓弧式光柵傾角傳感器包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺和光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)所 述圓弧式光柵擺是在底殼內(nèi)固定有擺軸，在所述擺軸上安裝有擺臂，在所述擺臂末端安裝 有圓弧光柵；所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼內(nèi)固定有電連接的讀頭光柵和接線座，所述 讀頭光柵平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。使用本發(fā)明設(shè)計(jì)的圓弧式光柵傾角傳感器、圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x測(cè)量固定斜面 傾角時(shí)，首先將該傳感器置于斜面，放置時(shí)應(yīng)確定傳感器殼體底邊線與測(cè)量面傾斜方向一 致，此時(shí)傳感器殼體相對(duì)地球重心方向產(chǎn)生傾角，由于重力作用，圓弧式光柵擺錘在重力作 用下，力圖保持在鉛垂方向，因而圓弧式光柵相對(duì)殼體擺動(dòng)一個(gè)角度，此角度與被測(cè)面傾斜 角度一致。當(dāng)重錘擺帶動(dòng)圓弧式光柵轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置，讀頭光柵接收光信號(hào)并將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡?信號(hào)再進(jìn)行處理、放大，傳給與其電連接的接線座向外輸出，該接線座可經(jīng)單片機(jī)與外顯裝置電連接。自該傳感器輸出的電信號(hào)經(jīng)過(guò)單片機(jī)處理，將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榻嵌然蛎芪恢?，使傾 角值以數(shù)字化形式直接顯示于外顯裝置上。當(dāng)測(cè)量非固定斜面時(shí)，首先將圓光柵傾角傳感 器固定于被測(cè)平面(在用于測(cè)量火炮射角時(shí)，使用電磁鐵將本傾角傳感器固定于火炮炮尾 檢查座)，確定傳感器殼體長(zhǎng)邊線與測(cè)量面傾斜方向一致，而后傾斜被測(cè)面，通過(guò)顯示裝置 可即時(shí)讀出被測(cè)面傾斜角度。由于本測(cè)量?jī)x的測(cè)量結(jié)果直接以讀數(shù)形式顯示，避免了測(cè)量人員因視角原因產(chǎn)生 的偏差，而且因其測(cè)量的即時(shí)性，將傳感器安放后直接得出讀數(shù)，較人工逐步調(diào)節(jié)水準(zhǔn)氣泡 而言速度大大加快。此外，由于可以采用不同刻數(shù)的圓光柵，因此能夠達(dá)到各種精度要求的 測(cè)量。如采用6000刻數(shù)光柵，根據(jù)莫爾條文原理，四倍細(xì)分，其最終測(cè)量最小單位為0. 25 密位(0.015度)。使用本發(fā)明的一種圓弧式光柵傾角傳感器、圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，可以實(shí)現(xiàn)傾 角測(cè)量數(shù)值的數(shù)字化，使得測(cè)量過(guò)程更加快速，測(cè)量結(jié)果更加精確。因而十分適于火炮部隊(duì) 使用。本發(fā)明選取重量輕的圓弧式光柵段使用，可以降低擺臂與擺軸之間的磨擦力，從 而使轉(zhuǎn)動(dòng)更加靈敏，傾角測(cè)量準(zhǔn)確度更高。
在上述技術(shù)方案下，本發(fā)明可以這樣實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明中，所述圓弧光柵為整個(gè)圓光柵的1/4弧。采用這種結(jié)構(gòu)可提高測(cè)量精度，降低 制作成本，實(shí)際際測(cè)量為范圍0至1500密位(0至90度)。本發(fā)明中，可以在底殼內(nèi)固定有擺臂限位件，該擺臂限位件位于擺臂的擺動(dòng)線上， 可對(duì)擺臂位置進(jìn)行限位，以免擺臂過(guò)度擺移所造成的圓弧光柵觸碰殼體內(nèi)壁而損壞本傳感
O


圖1為本發(fā)明圓弧式光柵傾角傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示，圓弧式光柵傾角傳感器包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺和光柵讀值 輸出機(jī)構(gòu)，該殼體包括由緊固件固接的底殼1和上殼(未圖示)兩部分。在底殼1和上殼的 邊框開(kāi)有螺釘孔3，用于將底殼和上殼封接在一起。所述圓弧式光柵擺是在底殼1內(nèi)固定有 擺軸8，在所述擺軸8上安裝有擺臂7，在所述擺臂7末端通過(guò)光柵支架5安裝有圓弧光柵 10。所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼1內(nèi)固定有由連接線2電連接的讀頭光柵9和接線座 4，所述讀頭光柵9平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。所述圓弧光柵10為整個(gè)圓光柵的1/4 弧。在底殼1內(nèi)固定有擺臂限位螺釘6。圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x包括電連接的圓弧式光柵傾角傳感器、單片機(jī)及數(shù)顯裝 置。所述數(shù)顯裝置可以是LED數(shù)碼顯示屏，由此制成便攜式傾角測(cè)量?jī)x。
權(quán)利要求
1.一種圓弧式光柵傾角傳感器，其特征在于包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺和光柵 讀值輸出機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓弧式光柵傾角傳感器，其特征在于所述圓弧式光柵擺是在 底殼(1)內(nèi)固定有擺軸(8)，在所述擺軸(8)上安裝有擺臂(7)，在所述擺臂(7)末端安裝有 圓弧光柵(10)；所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼(1)內(nèi)固定有電連接的讀頭光柵(9)和接 線座(4)，所述讀頭光柵平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓弧式光柵傾角傳感器，其特征在于所述圓弧光柵(10)為整 個(gè)圓光柵的1/4弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓弧式光柵傾角傳感器，其特征在于在底殼(1)內(nèi)固定有擺 臂限位件。
5.一種圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，其特征在于該測(cè)量?jī)x包括電連接的圓弧式光柵傾角傳 感器、單片機(jī)及數(shù)顯裝置，所述圓弧式光柵傾角傳感器包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺 和光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，其特征在于所述圓弧式光柵擺是在 底殼(1)內(nèi)固定有擺軸(8)，在所述擺軸(8)上安裝有擺臂(7)，在所述擺臂(7)末端安裝有 圓弧光柵(10)；所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼(1)內(nèi)固定有電連接的讀頭光柵(9)和接 線座(4)，所述讀頭光柵平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，其特征在于所述圓弧光柵(10)為整 個(gè)圓光柵的1/4弧。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，其特征在于在底殼(1)內(nèi)固定有擺 臂限位件。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種圓弧式光柵傾角傳感器和圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x，圓弧式光柵傾角傳感器包括安裝于殼體內(nèi)的圓弧式光柵擺和光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)。所述圓弧式光柵擺是在底殼內(nèi)固定有擺軸，在所述擺軸上安裝有擺臂，在所述擺臂末端安裝有圓弧光柵；所述光柵讀值輸出機(jī)構(gòu)是在底殼內(nèi)固定有電連接的讀頭光柵和接線座，所述讀頭光柵平行置于所述圓弧光柵的外側(cè)方。圓弧式光柵傾角測(cè)量?jī)x包括電連接的圓弧式光柵傾角傳感器、單片機(jī)及數(shù)顯裝置。使用本發(fā)明的圓弧式光柵傾角傳感器、測(cè)量?jī)x，可以實(shí)現(xiàn)傾角測(cè)量數(shù)值的數(shù)字化，使得測(cè)量過(guò)程更加快速，測(cè)量結(jié)果更加精確。
文檔編號(hào)G01C9/06GK102128613SQ20111003254
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月30日
發(fā)明者于貴波, 劉廣生, 尹國(guó)亮, 甘霖, 鄭立評(píng), 閆文, 韋有民, 黃濤 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍軍械工程學(xué)院