专利名称：数字式框式测角仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量仪器领域，具体涉及倾角测量仪器的数字式框式测角仪。
背景技术：
众所周知，目前对倾角的测量技术比较落后，仍采用传统的、水泡式的角测量/显示装置，即看水泡量角度的方式读数很不方便，而且功能单一，难以适应检测技术现代化发展的要求。
发明内容
本实用新型的目的是针对传统技术存在的缺陷，就解决技术问题，提供一种现代化检测工具的数字式框式测角仪，经测量值直接数字显示，便于测量与读数。
本实用新型是这样实现的，它由电源、电源监测、倾角传感器、A/D转换器、微处理器、存储器、键盘、显示器几部分构成，该装置为框状结构，液晶显示面垂直，采用模拟信号输出的数字式框式测角传感器，其A/D模数转换电路，输入端与传感器的输出端相连接，将模拟信号转化为数字信号，输出数字信号。其输出端与微处理器相连接，微处理器用来接收处理模数转换电路的信息，机键盘输入信息转换成用户所需要的信息，其输出端与显示电路相连，键盘输入电路，用来接收用户信息，输出端与微处理器相连接；存储电路，用来存储微处理器必要的信息以及用户信息，其输入输出端与微处理器相连；显示电路，输入端与微处理器相连接，接收和显示微处理器的信息；电源监控电路，输入端与电源相连接，监控电源的电量，并将电量信号传给微处理器，其输出端与微处理器相连接。测量值直接数字显示，能进行角度、斜度、绝对角度以及相对角度测量。
图1为本实用新型功能块组合方框图；图2为本实用新型主程序流程图；图3为本实用新型键盘处理流程图；图4为本实用新型数据处理流程图；图5为本实用新型机外形示意图；图6为本实用新型电路原理结构图。
附图说明电源1、电源监控2、倾角传感器3、A/D转换器4、微处理器5、存储器电路6、键盘7、显示电路8及塑料面板9、上橡胶手柄10、相外框11、电源开关键12、绝对/相对键13、角度/斜度键14、锁定/解锁键15、夜光/校准键16、下橡胶手柄17。
具体实施方式
本实用新型的由模拟信号输出的数字式倾角传感器3与A/D模数转换电路4、微处理器5、存储器6、键盘7、显示器电路8各单元电路连接组成，A/D模数转换电路4输入端与传感器3的输出端相连接，将模拟信号转化为数字信号，输出数字信号，其输出端与微处理器5连接，经微处理器5将接收的模数转换电路的信息机键盘输入信息，转换成用户所需信息，其输出端与显示电路8相连，键盘7输入电路，用来接收用户信息，输出端与微处理器相连接；存储电路6，用来存储微处理器必要的信息以及用户信息，其输入输出端与微处理器相连；显示电路8的输入端与微处理器5输出端相连接，接收和显示微处理器的信息；电源监控电路2输入端与电源1相连接，监控电源的电量，并将电量信号传给微处理器，其输出端与微处理器相连接。测量值直接数字显示，并进行角度、斜度、绝对角度以及相对角度测量。下面对各功能块进行详细说明。
1.电源此功能块输出两路电压，一路是3V，供给整个系统的数字电路部分，此部分对电压精度不高，一般的3V稳压芯片就可以达互要求，此部分选用芯片为TPS77030，另一路是5V，供给整个系统的模拟部分，包括传感器、A/D的模拟输入电压和参考输入电压，此部分电压的稳定性关系互传感器输出电压的稳定和A/D的转换精度，所以此部分地电压要求很高，此部分选用的芯片为MAX6065。
2.电源监控此功能块监测供电电压，由于电源5V电源要求精度很高，当5V稳压芯片的输入电压小于一定的限值时，输出电压就会不稳，这将会严重影响到传感器工作的稳定性和A/D的转换精度，所以，必须监测输入电压，此部分芯片为MCP3201，此芯片的特点是适合电压检测，通过串行接口与微处理器盯连，将检测信息传给微处理器。
3.倾角传感器此部分将检测的角度值转换成电压值，输出互A/D转换器，为了提高输出电压的稳定性，在输出端加了一级RC滤波。
4.A/D转换器此部分将传感器输出的电压值转换成数字值，输出互微处理器，便于微处理器的处理。此部分的转换精度直接影响互整个仪器的性能，由于电压漂移的影响不可避免，所以，在这部分，A/D的模拟电压与参考电压共用一个电压，有效的克服了电压漂移的影响引起的转换误差，还有，由于A/D转换器本身参数的微小变化，也会影响到A/D转换的精度，为了克服这一点，我们选和了带有自校正功能的A/D转换器，通过串行接口与微处理器相连，将检测信息传给微处理器。
5.微处理器此部分对键盘输出、电源监测输出与A/D输出的值出做出处理，需要做大量的数据运算，选用的芯片为16位低功耗单片机MSP43F413，从A/D输出的值，不可避免的存在波动与非线性，这会影响到输出结果的稳定和精度，在这里，为了仰制波动，我们做了软件滤波，由于非线性影响了精度，通过插值法进行了非线性校正，为了进一步提高稳定性，做了跟踪滤波处理，运算结果输出互显示器。
6.存储器此部分用于存储一些参数和数据，如非线性校正的参数，此部分选用的芯片为24LC64。
7.键盘接收用户命令，转换成相应的键值，输出到微处理器。
8.显示器接收微处理器的输出的数据，将其显示，为了降低功耗，此部分用LCD。
本实用新型的数字式框式测角仪采用框式液晶显示，显示面垂直，其机外框11用金属层制成，在金属外框11的中间设有塑料面板9，在面板9的中央安装有液晶显示器8，在面板9上、下两端设有橡胶手柄10、17，在其面板9的一端侧上设有电源开关12、绝对相对键13、角度/斜度键14、锁定/解锁键15、夜光/校准键16。
权利要求1.数字式框式测角仪，包括模拟信号输出的数字式倾角传感器(3)以及以下后续电路，其特征在于该装置为框状结构，液晶显示面垂直，后续电路由AD模数转换电路(4)、微处理器(5)、存储器电路(6)、键盘(7)、显示电路(8)与电源监控电路(2)组成。其A/D模数转换电路(4)输入端与传感器(3)的输出端相连接，将模拟信号转化为数字信号，输出数字信号，输出端与微处理器连接；微处理器(5)用来接收处理模数转换电路的信息机键盘输入信息，转换成用户所需要的信息，其输出端与显示电路(8)相连；键盘(7)输入电路，用来接收用户信息，输出端与微处理器相连接；存储电路(6)用来存储微处理器必要的信息以及用户信息，其输入输出端与微处理器相连；显示电路(8)输入端与微处理器相连接，接收和显示微处理器的信息；电源监控电路(2)输入端与电源(1)相连接，监控电源的电量，并将电量信号传给微处理器，其输出端与微处理器相连接，测量值直接数字显示，能进行角度、斜度、绝对角度以及相对角度测量。
2.如权利要求1所述的数字式框式测角仪，其特征在于测角仪采用框式液晶显示，显示面垂直，金属外框(11)中间设有塑料面板(9)，面板(9)的中央安装有液晶显示器(8)，在面板上、下两端安设有橡胶手柄(10、17)，在面板(9)的一端上设有电源开关(12)、绝对/相对键(13)、角度/斜度键(14)、锁定/解锁键(15)、夜光/校准键(16)。
3.如权利要求1所述的数字式框式测角仪，其特征在于所述的倾角传感器，能将角度值转换成电压值。
4.如权利要求1所述的数字式框式测角仪，其特征在于在A/D转换器输入端加了一级RC滤波，A/D的模拟电压与参生电压共用一个电压。
5.如权利要求1所述的数字式框式测角仪，其特征在于显示器键为液晶显示，所有单元电路均为低功耗电路设计，供电为一节9V干电池。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式框式测角仪，包括模拟信号输出的数字式倾角传感器以及以下单元电路模/数转换电路，其输入端与传感器的输出端相连接，将模拟信号转化为数字信号输出数字信号，输出端与微处理器连接；微处理器，用来接收处理模数转换电路的信息机键盘输入信息，输出端与微处理器相连接；存储电路，用来存储微处理器必要的信息以及用户信息，其输入输出端与微处理器相连；显示电路，输入端与微处理器相连接，接收和显示微处理器的信息；电源监控电路，输入端与电源相连接，监控电源的电量，并将电量信号传给微处理器，其输出端与微处理器相连接。传感器及所有单元电路均封装于带基准面的金属框体内，测量值直接数字显示，能进行角度、斜度、绝对角度以及相对角度测量。本实用新型其功能与实用性是传统的水泡式测角仪无法相比的。
文档编号G01D5/12GK2760508SQ200420069289
公开日2006年2月22日 申请日期2004年11月29日 优先权日2004年11月29日
发明者周业华 申请人:周业华