CN210570634U - 一种水平测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水平测量装置，包括仪表盒、仪表盒内部的控制器、与控制器电性连接的电源、与控制器电性连接的测量装置，所述测量装置包括测量传感器和检测电路，通过传感器对平板的水平度的感应检测。测量中，将带有测量装置的仪表盒放置于已经校准的水平平板上，按下校准归零和测量开始的按钮进行测量，本实用新型可用于平板动态水平测量和倾斜校正，量程较大，测量速度快，不依赖其余辅助定位装置。同时，精度较现有装置高，响应时间短，***测量稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于检测技术领域，尤其涉及一种水平测量装置。
背景技术
平板倾斜测量及水平校准是开展众多机械加工工艺实验、相关物理实验，地质观测实验的基础条件和重要手段。通常情况下可采用气泡式水管倾斜仪、垂直摆倾斜仪等，但此类测量仪器虽具有尺寸小、使用方便，精度高的优势，但测量范围小，量程一般在±0.1mm内，同时也对使用环境和测量基础也有较高的要求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种水平测量装置，以解决背景技术的问题。
为实现上述目的，本实用新型的一种水平测量装置的具体技术方案如下：
一种水平测量装置，包括仪表盒、仪表盒内部的控制器、与控制器电性连接的电源、与控制器电性连接的测量装置，所述测量装置包括测量传感器和检测电路，通过传感器对平板的水平度的感应检测。
进一步的，所述检测电路和传感器固定在仪表盒内部，均通过螺栓可拆卸固定连接。
进一步的，所述传感器包括固定框架、固定框架的每个内侧壁上均连接的弹性伸缩装置、弹性伸缩装置上安装的电阻应变片、设置在固定框架内腔中的物块；远离所述固定框架的每个弹性伸缩装置另一端共同连接在物块的每个侧壁上，且位于同一条直线上的两个弹性伸缩装置的外端设有电性连接于电阻应变片的正、负极端子。
进一步的，所述固定框架和物块均为四边形结构，且弹性伸缩装置由长度为L3的第一弹性伸缩装置、长度为L4的第二弹性伸缩装置、长度为L1 的第三弹性伸缩装置、长度为L2的第四弹性伸缩装置组成，所述弹性伸缩装置以物块为中心等角度分布，分别连接于固定框架内侧壁和物块侧壁之间。
进一步的，四个所述弹性伸缩装置包括固定框架的每个内侧壁上均连接的伸缩杆、伸缩杆上套接的弹性部件，且位于同一条直线上的两个伸缩杆的外端设有电性连接于电阻应变片；所述第一弹性伸缩装置外端为a端子、第二弹性伸缩装置外端为b端子、第三弹性伸缩装置外端为c端子、第四弹性伸缩装置外端为d端子；其中，a端子和b端子一正一负，c端子和d端子一正一负。
进一步的，所述弹性部件为弹簧或者弹性套筒。
进一步的，所述检测电路包括两个分路组成的H电桥、两个AD转换器和单片机，a端子和b端子均电性连接于H电桥的第一个分路，c端子和d端子均电性连接于H电桥的第二个分路，第一个分路和第二个分路的H电桥分别电性连接于各自对应的AD转换器，两个AD转换器电性连接于单片机；通过电桥法测量a端子和b端子,c端子和d端子的电阻变化量，从而反映平面偏位。
进一步的，所述仪表盒上还设有读数显示屏，按钮校准归零和测量开始按钮。
进一步的，所述电阻应变片及弹簧通过伸缩杆与物块连接，通过弹簧尾部的挂钩和物块的耳环直接挂接，且物块悬空设置。
相比较现有技术而言，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型可用于平板动态水平测量和倾斜校正，量程较大，测量速度快，不依赖其余辅助定位装置。同时，精度较现有装置高，响应时间短，***测量稳定。
附图说明
图1为本实用新型提出的水平测量装置的立体结构图；
图2为图1的俯视图；
图3为仪表的示意图；
图4为本实用新型提出的水平测量装置在测量时的示意图；
图5为水平测量装置内部***原理图；
图6为水平测量装置内部涉及的电路图；
图中标号说明：第一弹性伸缩装置1、第二弹性伸缩装置2、第三弹性伸缩装置3、第四弹性伸缩装置4、物块5、固定框架6、仪表本体7、显示屏8、校准归零9、测量开始10。
具体实施方式
为了更好地了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图1-6，对本实用新型的理解。
设计出的一种水平测量装置，包括仪表盒、仪表盒内部的控制器、与控制器电性连接的电源、与控制器电性连接的测量装置，仪表盒上还设有读数显示屏，按钮校准归零9和测量开始10按钮。测量装置包括测量传感器和检测电路，通过传感器对平板的水平度的感应检测，测量原理如图4和5所示，该检测电路和传感器固定在仪表盒内部，均通过螺栓可拆卸固定连接，其中，电路图如图6所示。
传感器包括固定框架1、固定框架1的每个内侧壁上均连接的弹性伸缩装置、弹性伸缩装置上安装的电阻应变片、设置在固定框架1内腔中的物块 5；远离固定框架1的每个弹性伸缩装置另一端共同连接在物块5的每个侧壁上，且位于同一条直线上的两个弹性伸缩装置的外端设有电性连接于电阻应变片的正、负极端子。
其中，检测电路包括两个分路组成的H电桥、两个AD转换器和单片机， a端子和b端子均电性连接于H电桥的第一个分路，c端子和d端子均电性连接于H电桥的第二个分路，第一个分路和第二个分路的H电桥分别电性连接于各自对应的AD转换器，两个AD转换器电性连接于单片机；通过电桥法测量a端子和b端子,c端子和d端子的电阻变化量，从而反映平面偏位。
如图1-2所示，本实施例按照固定框架1和物块5均为四边形结构展开叙述，而且，弹性伸缩装置由长度为L3的第一弹性伸缩装置、长度为L4的第二弹性伸缩装置、长度为L1的第三弹性伸缩装置、长度为L2的第四弹性伸缩装置组成，弹性伸缩装置以物块5为中心等角度分布，分别连接于固定框架1内侧壁和物块5侧壁之间。
如图2所示，四个弹性伸缩装置包括固定框架1的每个内侧壁上均连接的伸缩杆、伸缩杆上套接的弹性部件，其中，弹性部件为弹簧或者弹性套筒。且位于同一条直线上的两个伸缩杆的外端设有电性连接于电阻应变片；弹性部件为弹簧时候，电阻应变片及弹簧通过伸缩杆与物块5连接，通过弹簧尾部的挂钩和物块5的耳环直接挂接，且物块5悬空设置。第一弹性伸缩装置外端为a端子、第二弹性伸缩装置外端为b端子、第三弹性伸缩装置外端为 c端子、第四弹性伸缩装置外端为d端子；其中，a端子和b端子一正一负， c端子和d端子一正一负；此处的a端子接入R5的输入端，b端子接入R5 的输出端，c端子接入R3的输入端，d端子接入R3的输出端。
本套设计采用的一种平板水平校准方法，包括：将带有测量装置的仪表盒放置于已经校准的水平平板上，按下校准归零9的按钮；
此时，以当前水平程度为基准，通过电桥法测量a、b端,c、d端的电阻变化量，从而反映X轴和Y轴方向的△Lx＝L1-L2，△Ly＝L3-L4；
将装置放置于待测平板上，按下测量按钮10；
此时，因倾斜使得物块5在原有的悬空位置上发生位移，并压缩一端弹簧，拉伸另一端弹簧；
利用电桥法测量a、b端以及c、d端的电阻变化量，从而反映△Lx＝L1-L2，△Ly＝L3-L4；
由于弹簧胡克系数已知，
F＝k·△x
由三角关系，可进一步推导倾斜角与压缩量关系，
式中k为弹簧胡克系数，m为质量小体质量，已知：g为重力加速度。
如图6，左侧电源输入端引入2.4V电压，经过MAX1759和LT1461基准电压模块调制后，输入电桥，电桥R1–R6中，R1＝R2＝R4＝R6＝100Kohm，R3 和R5为待测的桥臂。
经过运放后的电桥信号，通过Vo1和Vo2输出至单片机的AI(模拟量输入)引脚，对其进行测量。
可以理解，本实用新型是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型所保护的范围内。
Claims (9)
1.一种水平测量装置，其特征在于：包括仪表盒、仪表盒内部的控制器、与控制器电性连接的电源、与控制器电性连接的测量装置，所述测量装置包括测量传感器和检测电路，通过传感器对平板的水平度的感应检测。
2.根据权利要求1所述的水平测量装置，其特征在于，所述检测电路和传感器固定在仪表盒内部，均通过螺栓可拆卸固定连接。
3.根据权利要求1所述的水平测量装置，其特征在于，所述传感器包括固定框架(1)、固定框架(1)的每个内侧壁上均连接的弹性伸缩装置、弹性伸缩装置上安装的电阻应变片、设置在固定框架(1)内腔中的物块(5)；远离所述固定框架(1)的每个弹性伸缩装置另一端共同连接在物块(5)的每个侧壁上，且位于同一条直线上的两个弹性伸缩装置的外端设有电性连接于电阻应变片的正、负极端子。
4.根据权利要求3所述的水平测量装置，其特征在于，所述固定框架(1)和物块(5)均为四边形结构，且弹性伸缩装置由长度为L3的第一弹性伸缩装置、长度为L4的第二弹性伸缩装置、长度为L1的第三弹性伸缩装置、长度为L2的第四弹性伸缩装置组成，所述弹性伸缩装置以物块(5)为中心等角度分布，分别连接于固定框架(1)内侧壁和物块(5)侧壁之间。
5.根据权利要求4所述的水平测量装置，其特征在于，四个所述弹性伸缩装置包括固定框架(1)的每个内侧壁上均连接的伸缩杆、伸缩杆上套接的弹性部件，且位于同一条直线上的两个伸缩杆的外端设有电性连接于电阻应变片；所述第一弹性伸缩装置外端为a端子、第二弹性伸缩装置外端为b端子、第三弹性伸缩装置外端为c端子、第四弹性伸缩装置外端为d端子；其中，a端子和b端子一正一负，c端子和d端子一正一负。
6.根据权利要求5所述的水平测量装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧或者弹性套筒。
7.根据权利要求4所述的水平测量装置，其特征在于，所述检测电路包括两个分路组成的H电桥、两个AD转换器和单片机，a端子和b端子均电性连接于H电桥的第一个分路，c端子和d端子均电性连接于H电桥的第二个分路，第一个分路和第二个分路的H电桥分别电性连接于各自对应的AD转换器，两个AD转换器电性连接于单片机；通过电桥法测量a端子和b端子,c 端子和d端子的电阻变化量，从而反映平面偏位。
8.根据权利要求2所述的水平测量装置，其特征在于，所述仪表盒上还设有读数显示屏，按钮校准归零(9)和测量开始(10)按钮。
9.根据权利要求6所述的水平测量装置，其特征在于，所述电阻应变片及弹簧通过伸缩杆与物块(5)连接，通过弹簧尾部的挂钩和物块(5)的耳环直接挂接，且物块(5)悬空设置。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201921933196.4U CN210570634U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种水平测量装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201921933196.4U CN210570634U (zh) | 2019-11-11 | 2019-11-11 | 一种水平测量装置 |
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| CN210570634U true CN210570634U (zh) | 2020-05-19 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN210570634U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112362028A (zh) * | 2020-09-25 | 2021-02-12 | 南京信息职业技术学院 | 四簧平面位移式倾仰角测试器及测试方法 |
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2019
- 2019-11-11 CN CN201921933196.4U patent/CN210570634U/zh active Active
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