专利名称：数字显示轨道尺的制作方法
技术领域：
本实用新型属于检测工具，具体涉及一种数字显示轨道尺。
背景技术：
众所周知铁路工人在建设施工铁路与维护铁路时，都必须对铁路轨道的轨距、轨道的角度值或坡度值，轨道的水平度进行准确测量，而目前采用传统的普通刻标尺和水泡水平尺作道尺，它不仅读值精确度不高，而且不能对尺寸直接读值，这样给施工的人们带来很大麻烦，而且影响工作效果与工作质量。
发明内容
本实用新型的目的是根据上述不足之处而提供一些能直接显示读值，精确度高的现代化的检测工具，数字显示轨道尺。
本实用新型是这样实现的，它具体结构包括有尺身、活动测头、倾角传感器、位移传感器、数值显示装置、固定测头、把手，在尺身两端下面设置有固定测头与活动测头，在尺身上中间安设有把手与数值显示装置，数值显示装置为盒体状，在数值显示装置的盒体面板上设置有显示屏、电源开关键、[模式/转换键]、[角度/钭度]键、[锁定/解锁]键、[夜光/校准]键，在数值显示装置盒体内设置有数字模块处理器、倾角传感器，位移传感器安装在刻度板上，刻度板安装在滑槽内并能自由移动，数字显示装置通过位移传感器与活动测头连接。
本实用新型数字显轨道尺的数字显示装置，其电路部分设有电源、电源监控、倾角传感器、A/D转换器、存储器、键盘、微处理器、显示8个功能。
图1为本实用新型整体结构示意图图2为本实用新型数显装置及传感器安装示意图图3为本实用新型显装置面板示意图图4为本实用新型数显装置功能块方框图图5为实用新型数显装置功能块电路结构图附图标号1固定测头、2防护罩、3尺身、4把手、5数值显示装置、6活动测头、7盒体、8显示屏、9电源开关键、10[模式/转换]键、11[角度/钭度]键、12[锁定/解锁]键、13[夜光/校准]键、14倾角传感器、15显示装置固定板、16传感器连接插座、17连接插头、18位移传感器、19印制电路板组件。
具体实施方式
本实用新型的数字显示轨道尺，它包括有尺身活动测头、固定测头、倾角传感器、位移传感器、数值显示装置，其特征是该产品呈扁尺状，在尺身(3)的两端下面设置有固定测头(1)与活动测头(6)，在尺身(3)上中间安设有盒体状数值显示装置(5)与把手(4)，在数值显示装置的盒体(7)面板上设置有显示屏(8)与电源开关键(9)，[模式/转换]键(10)、[角度/钭度]键(11)、[锁定/解锁]键(12)、[夜光/校准]键(13)五功能键。在盒体内安设有数模微处理，倾角传感器，其数模微处理电路包括有A/D采样电路、存储器、显示驱动、电源监控、报警、夜光驱动电路，(如图4、5所示)另通过连接插座(16)与连接插头(17)与外接位移传感器(18)联通。
数字显示装置(5)与活动测头(6)是通过位移传感器(18)与之连接、电源、电源监测、传感器、A/D转换器、存储器、键盘、微处理器、显示8个功能块。
下面结合图4、图5对本实用新型的数值显示装置的8功能块更进一步说明1、电源此功能块输出两路电压，一路是5V，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，一般的5V稳压芯片就可以达到要求，此部分选用芯片为HT7150，另一路是5V基准源，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，输出电压就不稳，这就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，此部分功能由MEGA8L内部的A/D转换器完成，此A/D转换器的特点是适合电压检测，通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和位移值转换成电压值，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、AD转换器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MCP3201，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、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MEGA8L内部的EEPROM存储器。
6、键盘接收用户命令，转换成相应的键值，输出到微处理器。
7、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8位低功耗单片机MEGA8L，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，为了抵制波动，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，运算结果输出到显示器。
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和LCD驱动芯片HT1621。
功能说明1.绝对角度测量测量被测面与水平面之间的角度。
2.位移测量测量轨道之间的距离。
3.斜度测量测量被测面与水平面之间的斜度，公式为H＝L*sin(a)。
4.锁定可以锁定某一角度和位移，使显示值不再变化。
5.自校正此功能可以提高测量的精度，校正仪器长期使用而出现的误差。
6.夜光此功能便于光线较暗时测量，便于观看测量值。
按键说明1.[电源开关]键2.[模式]键测量模式切换(如1435mm、1391mm、1348mm等模式)，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]键锁定于解锁功换。
5.[夜光/校准]键夜光开关，长时间按下进入自校准状态。
权利要求1.一种数字显示轨道尺，它包括有尺身、活动测头、固定测头、倾角传感器、位移传感器、把手、数值显示装置，其特征是该产品呈扁尺状，在尺身(3)的两端下面设有固定测头(1)、活动测头(6)，在尺身(3)上中间安设有盒体状数值显示装置(5)与把手(4)，数值显示装置(5)的盒体(7)面板上安设有显示屏(8)与电源开关键(9)、[模式/转换]键(10)、[角度/斜度]键(11)、[锁定/解锁]键(12)、[夜光/校准]键(13)五功能键，在盒体(7)内安设有由电源、电源监测、A/D转换器、存储器、键盘、微处理器、显示器7功能块组成的印制电路板组件(19)与倾角传感器(14)，其中电源监测、存储器与数模微处理器相连接，微处理器选用芯片为8位低功耗单片机MEGA8L，另通过数值显示装置(5)的传感器连接插座(16)与连接插头(17)与安装在刻度板上的位移传感器(18)联通。
2.根据权利要求1所述的数字显示轨道尺，其特征是数值显示装置(5)与活动测头(6)是通过位移传感器(18)与之连接。
3.根据权利要求1所述的数字显示轨道尺，其特征是倾角传感器(14)和位移传感器(18)分别检测角度值和活动测头(6)位移值并转换成电压值，经RG滤波输出至A/D转换器，A/D转换器选用芯片为MCP3201，将模拟信号转化为数字信号，输出数字信号，输出端通过串行接口与微处理器连接。
4.根据权利要求1所述的数字显示轨道尺，其特征是电源功能块输出两路为5V电压，分别选用芯片为HT7150与MAX6065。
5.根据权利要求1所述的数字显示轨道尺，其特征是电源监测功能块的检测输入电压通过串行接口与微处理器连接。
6.根据权利要求1所述的数字显示轨道尺，其特征是键盘功能块输出、电源监测功能块输出与A/D做出处理与数据运算结果输出的值经微处理器，转换成用户所需要的信息，输出端经显示功能电路，再经显示屏(8)显示，显示器选用LCD和LCD驱动芯片HI1621。
专利摘要本实用新型涉及一种采用数字模块处理器代替普通刻度标尺和水泡水平尺的新型数字显示轨道尺。它包括有尺身、活动测头、倾角传感器、位移传感器、数值显示装置、固定测头，其中数值显示装置采用数字模块处理器，数字模块处理器安装在数值显示的盒体内，倾角传感器安装在防掉罩内，用于检测水平度，位移传感器安装在刻度板上，刻度板安装在滑槽块内并能自由移动，本实用新型提高了测量精度，能直接从显示屏上读出测量的角度值和长度值，具有多种检测模式，如1435mm、1391mm、1348mm。在这些模式下，显示轨道的角度值或坡度值，以及轨道距离值或距离偏差，并且具有超高测量(0～160mm)，它设计合理、结构简单、精确度高，携带使用方便。
文档编号E01B35/02GK2926298SQ20062005034
公开日2007年7月25日 申请日期2006年3月20日 优先权日2006年3月20日
发明者周业华 申请人:周业华