专利名称：数显水平尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种改进的非光学水平尺，特别是一种以数字显示被测定面的水平或垂直角度偏差的非光学测定装置。
目前所使用的非光学水平尺，基本上均以安装在尺体上的玻璃制水准管为测定基准，借助水准管上的刻度以气泡位置显示被测平面的角度偏差。其测定精度高、但量程小，一般只作为被测面的水平度检验，而不能以直观的角度值显示其在一定量程范围内的角度偏差。尤其不能方便的对几个测定面进行偏差值比较。
本实用新型的任务在於克服上述不足，提供一种以数字显示被测平面的水平或垂直角度偏差的非光学测定装置。
本实用新型的任务是以如下方式实现的以一个有足够刚度材料制成的，且两个测定面相互垂直、长度大于半径的扇形座为尺体，以尺体园心为铰点插套1只扇形角小于90°，包容尺体园周面的游尺，使尺体与游尺组成一个可相对进行旋转角位移的运动副，其相对角位移是借助尺体上的扇形齿条和游尺上的小齿轮啮合传动实现的，在游尺的上平面沿尺体弧面切线方向装有一只玻璃水准管，当尺体下测定平面置於水平状态时，游尺上平面与尺体下测定面平行，且游尺上的水准管的气泡处在零基准的中间位置。当尺体的下测定面或者与之垂直的侧测定面置於不水平或不垂直状态时，通过旋动游尺上的小齿轮使其沿与其啮合的扇形齿条位移，驱动游尺绕尺体旋转，直至游尺上的水准管气泡处於零基准的中间位置。在此间游尺对尺体的相对角位移量，就是被测平面的水平度或垂直度的角度偏差。
在被游尺包容的尺体园周面上，以45°角平分线为基准，装有一只扇形角20°的高线性度电位器、与装在游尺上的滑动接触装置和数显触发装置，组成了以45°角平分线为零点的两个各为10°的角度传感区，把游尺相对尺体的顺时针或逆时针角位移转换成电位值的变化，并通过装配於游尺上的数显电路和液晶显示器，实现被测定平面水平面角度或垂直角度偏差的数字显示。
下面将以本实用新型的实施例及其附图作详细的说明
图1 本实施例工作状态视图。
图2 图1的A－A剖面视图。
图3 图1的B－B截面图。
图4 图1的C－C截面图。
图5 数显电路图。
图6 电路方框图。
如图所示的数显水平尺的尺体(1)是铸铁制成的，扇形园半径90mm两个相互垂直的测定面的面积为105×36mm，游尺(21)是用热固性塑料制成，借助4只螺钉(10)与铸铝制的尺臂(3)和(23)组成一个旋转体，铜制螺母(9)是埋铸在游尺(21)上的。尺臂(3)和(23)借助铰轴(2)和螺钉(33)套插在尺体(1)的园心孔中。游尺(21)上平面后部的开式孔中粘装φ8×40mm的玻璃水准管(24)，并由塑料堵塞(25)固定。在尺臂(3)上装有1只m＝1、Z＝10的连轴齿轮(5)，与用螺钉(7)固定在尺体(1)侧面的扇形齿条(6)啮合，当旋动压装在连轴齿轮(5)外端的塑制旋钮(22)时，游尺(21)可相对尺体(1)旋转位移。在尺体(1)侧面压装1只φ3的钢肖(17)，借助尺臂(3)内面的凹槽实现20°旋转位移量的限位。在尺体(1)的园周面上，以45°角平分线为基准用螺钉(17)固定一只扇形绕线式电位器(16)及其下面的绝缘垫(8)，由电位器(16)绕组中间对应尺体(1)45°部位抽出的引线焊接在粘固於绝缘垫(8)上的铜触片(18)上，嵌装於游尺(21)腔内的弹性触片(15)与铜触片(18)保持持续的滑动接触。这样绕线式电位器(16)以体(1)45°角平分线为基准形成了左右各为10°的角度传感区。在电位器(16)另一侧有一用转肖(14)及螺母(29)(30)固定的弹簧触片(31)，当按压装於尺臂(23)上塑料套(26)中的按钮(27)时，弹簧触片(31)与电位器(16)接触而导通传感电路，柱形弹簧(29)保持按钮(27)在被释压后自动回位，在非触发状态切断角度传感电路。转肖(14)的端部凹口用於旋动转肖(14)及其固定一体的弹簧触片(31)，调定弹簧触片(31)与电位器(16)的触发位置，以实现水准管(24)气泡基准与电位器(16)零点基准的同步调整。螺母(32)在调整后可将转肖(14)固定於游尺(21)体上。
按照图5图6所示的数显水平尺的数显电路，由角度传感器A／D转换器(12)、基准电路、液晶显示器(11)、电源(19)组成。作为角度传感器的绕线式电位器(16)是20K×2的W3，线性误差2‰，传感器检测电路由R(1M)、W2(100K)、C3(0.1μf)组成。
A／D转换器(12)为ICL7126三位半双积分A／D，其内由模拟电路及数字电路组成，稳零值小於10μV0。
由W1(100K)和R(220K)构成基准电路，电压值为100μV，C2为0.1μf参考电容。
YJ为三位液晶显示器(11)，背电极由IC2(ICL7126)的21脚BP提供，IC1构成小数点显示电路，并由MC14069(CMOS)六非门来实现。电源(19)为9V电池，工作电压4－9V，寿命可达8000小时。(20)为电池盖。开关K2扳动时可使游尺(21)上的一个发光二极管(LED)(13)发亮，标志数显角度的偏差为正值，反之为负值。
本装置是这样工作的，首先将数显水平尺稳固的置於被测的水平或垂直面上，分别旋动旋钮(22)和按压按钮(27)，使玻璃水准管(24)的气泡处於零基准位置，如水准管(24)的气泡由前端向后端移位，则应扳动开关K2，液晶显示器(11)所显示的数值为水平度或垂直度的正偏差，二极差管(13)发亮。如水准管(24)的气泡由后端后前端移动，则液晶显示器(11)显示的数值为水平度或垂直度的负偏差。
本装置测定范围±10°，精度0、1°。使用方便，持别可以对若干个测定面进行准确的数值比较，因而测定效率高，可广泛的应用於工程、设备、道路、建筑物的非光学水平度和垂直度的偏差测定。
权利要求1.一个由尺体(1)、游尺(21)、尺臂(3)和(23)水准管(24)和数显电路组成的水平度和垂直度角度偏差测定装置，其基本特征在於a、装有高线性度绕线式电位器(16)的扇形状尺体(1)有两个相互垂直的测定面。b、装有水准管(24)和数显电路的游尺(21)与尺臂(3)(23)组成一个包容尺体(1)且可绕尺体(1)园心转动的旋转体。
2.根据权利要求1所规定的装置，其特征是由装於尺臂(3)上的连轴齿轮(5)与固定於尺体(1)侧面的扇形齿条(6)啮合并可驱动游尺(21)绕尺体(1)旋转。
3.根据权利要求1所规定的装置，其特征是 尺体(1)侧面压装1只钢肖(4)并借助尺臂(3)内面凹槽实现对20°迥转角的限位。
4.根据权利要求1所规定的装置，其特征是插装于游尺(21)铸孔中的转肖(14)借助螺母(29)(30)与弹簧固定成一体、转肖(14)端部有凹槽用以转动转肖(14)及弹簧触片(31)，并借助于螺母(32)固定于游尺(21)体上。
5.根据权利要求1所规定的装置，其特征在於a、采用了低功耗的ICL7126双积分A／D转换器(12)及液晶显示器(11)，b、电位器(16)以尺体(1)45°角平分线部位引出绕线固定於铜触片(18)上，以此零点为基准形成2个20K的量程为10°的传感区。
专利摘要本实用新型公开了一种以数字显示被测平面水平度或垂直度角度偏差的非光学测定装置。该装置以一个可旋动的游尺上的水准管为基准，借助高线性度电位器进行角度传感，并通过数显触发电路实现±10°的角度偏差值显示，精度0.1°。该装置使用方便，测定效率高，可对几个测定面进行精确的数值比较。因而可广泛应用于工程、道路、设备等专业。
文档编号G01C9/18GK2114807SQ9122603
公开日1992年9月2日 申请日期1991年9月22日 优先权日1991年9月22日
发明者刘泰富 申请人:刘泰富