专利名称：数字式条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，具体涉及一种倾角测量仪器技术的数字式测角仪。
背景技术：
目前，对倾角的测量的技术都比较落后，仍采用传统的水泡式角度测量显示装置，即看水泡来量角度的方式，这种传统技术不仅准确性差，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需求。
发明内容
本实用新型的目的是根据现有传统测量技术的缺陷，而提供一种电子现代化检测工具的数字式条式测角仪。它可简便、高效、准确地对角度、斜度、绝对角度、相对角度测量，并直接数字显示。
本实用新型是这样实现的，它采用模拟信号输出的数字式倾角传感器电路模/数转换电路，信号微处理器电路，显示电路，并依次连接组成，该装量呈条式状态，其条式液晶显示面朝上，与测量面平行，其模/数转换电路输入端与传感器的输出端连接，将模拟信号转化为数字信号，输出端与微处理器连接，微处理器用来接收处理模拟数据转换电路的输入信息，转换成用户所需要的信息，其输出端与显示电路相连；键盘电路，用来接收用户信息，输出端与微处理器相连接，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；电源监控的电路，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条型箱体内，测量值直接数字显示，能准确进行角度测量。
图1为本实用新型结构组合方框图；图2为本实用新型主程序流程图；图3为本实用新型条状式盒外形结构图；图4为本实用新型电路原理图；图5为本实用新型键盘处理流程图；图6为本实用新型数据处理流程图；附图标号1电源、2电源监测电路、3倾角传感器电路、4模数转换电路、5存储器电路、6键盘、7显示电路、8机外壳、9电源开关、10绝对/相对键、11角度/斜度键、12锁定/解锁键、13夜光/校准键。
具体实施方式
本实用新型是由倾角传感器、模数转换电路、信号微处理器、存储电路、键盘、显示电路依次连接组成，其电路工能块说明如下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，此部分对电压要求精度不高，一般是3V稳压芯片就可以达到要求，此部分选用芯片为TPS77060，另一路是5V，供给整个系统的模似部分，包括传感器、A/D的模似输入电压和参考输入电压，此部分电压的稳定性关系到传感器输出电压的稳定和A/D的转换精度，所以此部分对电压要求很高，此部分选用的芯片为MAX6065。
2.电源监测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，能过串行接口与微处理器相连，将检测信息传给微处理器。
3.传感器此部分将检测的角度值转换成电压值，输出到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模数转换电路，此部分将传感器输出的电压值转换成数字值，输出到微处理器，便于微处理的处理器的处理。此部分的转换精度直接影响到整个仪器的性能，由于电压漂移的影响不可避免，所以，在这部分，A/D的模似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，我们选用了带有自校正功能的A/D转换器，通过A/D转换器的自校正来提高转换的精度，这部分选用的芯片为ADS1244，通过串行接口与微处理相连，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MSP430F413，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，为了抑制波动，我们做了软件滤波，由于非线必一影响了精度，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，运算结果输出到显示器。
6.存储器此部分用于存储一些参数和数据，如非线必校正的参数，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。
9.电源开关打开或关断主电路板供电电源，此部分用芯片4013，二极管和三级管来实现。
功能说明1.对角度测量测量被测面与水平面之间的角度。
2.角度测量测量两个被测量之间的角度。
3.斜度测量测量被测面与水平面之间的斜度，公式为H＝L*tan(α)，H＝1000(mm)，-5°≤α≤5°。
4.锁定可以锁定某一角度，使显示值不再变化。
5.自校正此功能可以提高测量的精度，校正测角仪长期使用而出现的误差。
6.夜光此功能便于夜间测量，便于观看测量值。
按键说明1.[电源开关]键2.[绝对/相对]键绝对角与相对角切换，在自校准状态下为自校准功能。
3.[角度/斜度]键角度与斜度切换，在自校准状态下为自校准功能。
4.[锁定/解锁]键锁定于解锁切换。
5.[夜光/校准]键夜光开关，长时间接下进入自校准状态。
本实用新型为条状式液晶显示仪，显示面朝上，它与测量面平行，它外壳的面板上内没有液晶显示器8、电源开关10、绝对/相对键11、角度/斜度键12、锁定/解锁键13、夜光/校准键14。
权利要求1.一种数字式条式测角仪，包括模拟信号输出的数字式倾角传感器后续电路，其特征是后续电路由以下单元电路相连接组成模/数转换电路(4)，其输入端与传感器(3)的输出端相连接，将模拟信号转化为数字信号，输出端与微处理器(5)连接；微处理器(5)，用来接收处理模拟数据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(7)，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。
2.权利要求所述数字式条式测角仪，其特征是该机外壳为条状，液晶显示面朝上与测量面平行，显示器(8)安装在外壳(9)面板上，并没有电源开关(10)与控制键(11)、(12)、(13)、(14))。
3.如权利要求1所述的数字式条式测角仪，其特征是所述的倾角传感器，能将角度值转换成电压值。
4.如权利要求1所述的数字式条式测角仪，其特征是在A/D转换器输入端加了一级RC滤波，A/D的模拟电压与参考电压共用一个电压，并设低电报警电路。
5.如权利要求1所述的数字式条式测角仪，其特征是显示器为液晶显示，所有单元电路均为低功耗电路设计，并设有测量角度、斜角、绝对角度、相对角度功能和自校功能。
专利摘要本实用新型涉及一种数字式条式测角仪，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，输出端与微处理器连接；微处理器，用来接收处理模拟数据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，电源监控的电路并将电量信号传给微处理器，其输出端与微处理器相连接。
文档编号G01D5/12GK2760509SQ200420069290
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