专利名称：多功能数显水平仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数显水平仪，尤其涉及一种数显水平仪的测量数据的存贮、与计算机通信、确定水平线和垂直线功能的增加和水平仪自校准功能的改进。
背景技术：
目前，在建筑施工工程、装饰工程、机械测量、道路桥梁、河基堤坝、工业平台、石油勘探、电梯吊塔、军工设备、航空航天等许多领域均需测量重力参考系下的倾斜角度。过去均采用水泡水平尺进行测量，测量精度低，误差大。随着科技的发展，诞生了数显水平仪，测量精度提高了，测量结果数字化显示，但这类仪器目前仍存在以下不足(1)测量数据不能在水平仪内存贮，测量一次需人工记录一次；(2)水平仪无通信口，不能将测量数据送入计算机中进行统计处理；(3)无法利用水平仪方便地确定一标准的水平线或垂直线；(4)在无标准平台且水平仪出现测量误差的情况下，使用者无法准确地校准水平仪，水平仪无自校准功能。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种采用电子倾斜传感器和单片微型计算机技术制作而成的结构简单、实用性强、使用方便、具有测量数据存贮并能与计算机通信、能方便地确定标准水平线或标准垂直线以及方便地进行自校准的多功能数显水平仪。
为此，本实用新型的技术方案是一种多功能数显水平仪，由尺体、90°水准器、液晶显示器、薄膜按键、电子倾斜传感器、信号处理电路板、180°水准器、水平激光发射器、垂直激光发射器、测量工作面、电池盖、通信口、干电池组成，其特征是尺体是一空心长方体，其底面是经过机械加工后达到一定平整度的测量工作面；尺体左半部位开圆孔装有90°水准器，当测量工作面垂直于标准水平面时，90°水准器的水泡处于正中央位置；尺体的右半部偏上方开凹槽装有180°水准器，当测量工作面处于标准水平面时，180°水准器的水泡处于正中央位置；尺体的中央位置开有长方形凹槽，长方形凹槽上端设有液晶显示器，长方形凹槽下方的尺体表面安装有薄膜按键，薄膜按键的连接线与安装在尺体空腔内的信号处理电路板相连；当随尺体倾斜安装在尺体空腔内且位于信号处理电路板右侧的电子倾斜传感器时，它输出与倾斜角度成正比的电压信号，该信号经导线送入信号处理电路板进行处理，最后将倾斜角度在液晶显示器上显示出来；尺体的右端上部安装有水平激光发射器和垂直激光发射器，当操作者通过薄膜按键触摸“激光发射”键时，水平仪会发射出水平或垂直的激光射线，如果测量工作面处于标准水平面，则上述两条直线可以确定标准的水平线或标准的垂直线；尺体的右端下部安装有数据通信口，当RS232数据通信线通过通信口与计算机连接后，触摸薄膜按键的“数据通信”键，可将存入存贮器内的角度数值送到计算机中进行统计处理；尺体的最左端设有电池盖，打开电池盖，可更换紧靠电池盖右边的电池盒内的干电池。
所述的信号处理电路板由16位串行A/D转换电路，内含液晶驱动器和程序存贮器的单片微型计算机，电可擦除可编程的串行EEPROM 24C04存贮器所组成。
所述薄膜按键是由六个触摸键组成的一种长寿命防水型按键开关，设置有“电源开关”、“角度保留”、“角度记忆”、“记忆清零”、“数据通信”、“激光发射”键。
由于本实用新型对电路和软件设计进行了改进，使得水平仪增加了测量数据的存贮、与计算机通信、确定标准水平线或标准垂直线、水平仪可自校准多种功能。首先，电子倾斜传感器输出的与倾斜角度成正比的电压信号送入A/D转换电路转换成数字信号，通过薄膜按键的操作，经单片微型计算机的处理，水平仪将测量数据在液晶显示器上显示出来，同时还可将测量数据保存在存贮器内。这些存贮的多个测量数据，通过RS232数据通信线与通信口相连，可方便地送入计算机中进行统计处理。另外由于增加了水平和垂直激光发射器，通过薄膜按键的操作和单片微型计算机的处理，水平仪可以发射激光射线，方便地确定标准水平线或标准垂直线。同时由于尺体上增加了分别与测量工作面垂直和平行的90°和180°水准器，当测量误差超过允许误差又无标准平台时，通过水平仪自身的90°和180°水准器可确定标准平台，操作者通过薄膜按键的操作，在单片微型计算机的综合处理下，水平仪可以自行进行校准，修正误差。
由于水平仪增加了测量数据存贮、与计算机通信、确定标准水平线和标准垂直线以及自校准功能，使得水平仪的使用范围更加扩大，实用性更加增强。
以下结合附图对本实用新型作出说明。
图1是本实用新型的外型示意图。
图2是本实用新型的原理框图。
图3是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
如图1、图2所示一种多功能数显水平仪，由尺体1、90°水准器2、液晶显示器3、薄膜按键4、电子倾斜传感器5、信号处理电路板6、180°水准器7、水平激光发射器8、垂直激光发射器9、测量工作面10、电池盖11、通信口12、干电池13组成，其特征是尺体1是一空心长方体，其底面是经过机械加工后达到一定平整度的测量工作面10；尺体1左半部位开圆孔装有90°水准器2，当测量工作面10垂直于标准水平面时，90°水准器2的水泡处于正中央位置；尺体1的右半部偏上方开凹槽装有180°水准器7，当测量工作面10处于标准水平面时，180°水准器7的水泡处于正中央位置；尺体1的中央位置开有长方形凹槽，长方形凹槽上端设有液晶显示器3，长方形凹槽下方的尺体表面安装有薄膜按键4，薄膜按键4的连接线与安装在尺体1空腔内的信号处理电路板6相连；当随尺体1倾斜安装在尺体1空腔内且位于信号处理电路板6右侧的电子倾斜传感器5时，它输出与倾斜角度成正比的电压信号，该信号经导线送入信号处理电路板6进行处理，最后将倾斜角度在液晶显示器3上显示出来；尺体1的右端上部安装有水平激光发射器8和垂直激光发射器9，当操作者通过薄膜按键4触摸“激光发射”键时，水平仪会发射出水平或垂直的激光射线，如果测量工作面10处于标准水平面，则上述两条直线可以确定标准的水平线和标准的垂直线；尺体1的右端下部安装有数据通信口12，当RS232数据通信线通过通信口12与计算机连接后，触摸薄膜按键4的“数据通信”键，可将存入存贮器6-3内的角度数值送到计算机中进行统计处理；尺体1的最左端设有电池盖11，打开电池盖11，可更换紧靠电池盖11右边的电池盒内的干电池13。
所述的信号处理电路板6由16位串行A/D转换电路6-1，内含液晶驱动器和程序存贮器的单片微型计算机6-2，电可擦除可编程的串行EEPROM 24C04存贮器6-3所组成。
所述薄膜按键4是由六个触摸键组成的一种长寿命防水型按键开关，设置有“电源开关”、“角度保留”、“角度记忆”、“记忆清零”、“数据通信”、“激光发射”键。
“电源开关”键是用来开启或关闭水平仪的电源的，当水平仪五分钟内显示的角度值无变化时，水平仪会自动关闭电源以延长干电池13的使用寿命。当水平仪测量的某一角度值需要保留在液晶显示器3上不变化时，可按“角度保留”键，这种保留状态直到再一次按下“角度保留”键时方可解除。当测量的角度值需要存贮在存贮器6-3内时，可按“角度记忆”键，每按一次该键，测量的角度值存贮一次，水平仪最多可存贮99次测量结果。存贮的一组测量结果通过“数据通信”键可发送到PC机中进行统计处理。如果要清除水平仪存贮器6-3内的存贮值时，可按“记忆清零”键清除。当水平仪测量工作面10处于标准水平面时，可按“激光发射”键发射标准水平线，再按一次该键，可发射标准垂直线，如果要停止直线发射，再按一次该键即可。
由于水平仪增加了和测量工作面10平行的180°水准器7和垂直的90°水准器2，因此通过以上两个互相垂直的水准器可以确定一个标准的水平台和标准的垂直台。当水平仪产生测量误差时，可通过水平仪的薄膜按键和自身确定的标准平台进行自校准。方法是按住“激光发射”键六秒以上，液晶显示器3上出现闪动的“SET”字样时，将水平面仪测量工作面10置于标准的水平台上，按“角度保留”键，此时液晶显示器3上出现“0.0°”字样；然后将水平仪测量工作面10置于标准的垂直平台上，按“角度记忆”键，此时液晶显示器3上出现“90.0°”字样，关闭水平仪电源，完成校准工作。
如图2、图3所示本实用新型实施例由如下单元电路电子倾斜传感器5，16位串行A/D转换电路6-1，单片微型计算机6-2，24C04电可擦除可编程的串行式存贮器6-3，液晶显示器3，薄膜按键4，水平激光发射器8，垂直激光发射器9，通信口12，干电池13所组成，其中电子倾斜传感器5的输出信号经2脚通过电阻R1与A/D转换电路6-1的输入脚2相连，由A/D转换电路6-1转换成数字信号由1脚输出至单片微型计算机6-2的1脚；单片微型计算机6-2的8、9脚与存贮器6-3的确4、2脚直接相连，以交换信息；单片微型计算机6-2的五根端口线24、25、26、27、28组成2×3的矩阵式薄膜按键4；单片微型计算机6-2的二根端口线15、18与水平和垂直激光发射器8、9相连，以控制水平激光线或垂直激光线的发射；单片微型计算机6-2的16、17脚与通信口12的5、4脚相连，将单片微型计算机6-2送过来的数字信号转换成TTL电平经通信口12的6、7脚输送到PC机中；单片微型计算机6-2的11、12、13脚与液晶显示器3相连，将单片微型计算机6-2处理之后的结果送液晶显示器3显示出来；水平仪的电源由干电池13提供。
本实用新型多功能数显水平仪，集倾角测量显示、测量数据存贮、与PC机通信、确定标准水平线或标准垂直线等功能于一体，可在建筑装饰装潢、道路桥梁、河基堤坝、机械测量、工业平台、石油勘探、电梯吊塔、军工设备、航空航天等系统中广泛应用。
权利要求1.一种多功能数显水平仪，由尺体、90°水准器、液晶显示器、薄膜按键、电子倾斜传感器、信号处理电路板、180°水准器、水平激光发射器、垂直激光发射器、测量工作面、电池盖、通信口、干电池组成，其特征是尺体是一空心长方体，其底面是经过机械加工后达到一定平整度的测量工作面；尺体左半部位开圆孔装有90°水准器，当测量工作面垂直于标准水平面时，90°水准器的水泡处于正中央位置；尺体的右半部偏上方开凹槽装有180°水准器，当测量工作面处于标准水平面时，180°水准器的水泡处于正中央位置；尺体的中央位置开有长方形凹槽，长方形凹槽上端设有液晶显示器，长方形凹槽下方的尺体表面安装有薄膜按键，薄膜按键的连接线与安装在尺体空腔内的信号处理电路板相连；当随尺体倾斜安装在尺体空腔内且位于信号处理电路板右侧的电子倾斜传感器时，它输出与倾斜角度成正比的电压信号，该信号经导线送入信号处理电路板进行处理，最后将倾斜角度在液晶显示器上显示出来；尺体的右端上部安装有水平激光发射器和垂直激光发射器，当操作者通过薄膜按键触摸“激光发射”键时，水平仪会发射出水平或垂直的激光射线，如果测量工作面处于标准水平面，则上述两条直线可以确定标准的水平线和标准的垂直线；尺体的右端下部安装有数据通信口，当RS232数据通信线通过通信口与计算机连接后，触摸薄膜按键的“数据通信”键，可将存入存贮器内的角度数值送到计算机中进行统计处理；尺体的最左端设有电池盖，打开电池盖，可更换紧靠电池盖右边的电池盒内的干电池。
2.如权利要求书1所述的多功能数显水平仪，其特征是所述的信号处理电路板由16位串行A/D转换电路，内含液晶驱动器和程序存贮器的单片微型计算机，电可擦除可编程的串行EEPROM24C04存贮器所组成。
3.如权利要求书1所述的多功能数显水平仪，其特征是所述薄膜按键是由六个触摸键组成的一种长寿命防水型按键开关，设置有“电源开关”、“角度保留”、“角度记忆”、“记忆清零”、“数据通信”、“激光发射”键。
专利摘要本实用新型涉及一种测量物体倾斜角度以及确定水平线和垂直线的多功能数显水平仪。它是一空心长方体,其腔体内安装有电子倾斜传感器、信号处理电路板、液晶显示器、水平和垂直激光发射器等部件,该仪器能数字化显示被测物体在0至360°范围内偏离水平面的倾斜角度,也能方便的确定一标准的水平线或标准的垂直线,同时水平仪还具有测量数据存贮、与计算机通信以及自校准等多种功能,可广泛应用于建筑、装饰、机械工程以及道路桥梁、河基堤坝、工业平台、军工装备等领域。
文档编号G01C9/18GK2509562SQ0125741
公开日2002年9月4日 申请日期2001年11月29日 优先权日2001年11月29日
发明者雷卫武 申请人:雷卫武