一种动态零位自标定便携式水平偏差测量装置的制作方法

1.本实用新型属于测量工具技术领域，具体涉及一种动态零位自标定便携式水平偏差测量装置。


背景技术：

2.水平偏差测量技术在建筑施工、大地测量、工程安装、工业加工、航天、武器装备等多个领域应用广泛，目前应用比较普遍的水平偏差测量器件是水准器，包括长水准器、圆水准器、磁性水准器等，是通过观察水准器气泡是否居中来判断被测量面是否水平，根据气泡偏移的格数来判断被测量面的水平偏差量，结构简单，使用便捷，成本低，但该方法对水准器的安装有严格要求，如果水准器安装误差超差，即使水准器气泡居中，被测量面也不水平，且水准器敏感水平偏差的大小和精度与水准器格值的大小有关，而格值的大小取决于水准器的加工精度。此外，水准器气泡容易受环境温度影响，在强光、夜间或能见度低的环境下观察气泡有一定难度，且水准器气泡比较小，使用者需要近距离才能准确观察到，在距离较远或位置高度较高、较低时都不便于观察，给使用者带来极大不便，实际应用中遇到上述问题时，使用者常采用遮挡、人工照明、平面镜反射或借助其他工具靠近水准器进行观察。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种动态零位自标定便携式水平偏差测量装置，以解决受温度、强光、夜间、能见度低、距离或高度等影响的问题。
4.本实用新型的目的是通过以下技术手段实现的，一种动态零位自标定便携式水平偏差测量装置，包括外壳，外壳内壁上连接有主控模块、水平偏差测量模块和电源模块，外壳外壁上还连接有显示模块，其中主控模块连接在外壳的底面上，水平偏差测量模块水平放置在主控模块上并与主控模块连接，电源模块分别与主控模块、显示模块和水平偏差测量模块电连接，主控模块分别与水平偏差测量模块和显示模块电信号连接。
5.所述水平偏差测量模块为倾角传感器。
6.所述外壳内还连接有报警模块，报警模块与主控模块电信号连接。
7.所述外壳上还连接有输入模块，输入模块包括加键、减键、确定键、零位标定键和测量键，加键、减键、确定键、零位标定键和测量键均与主控模块电信号连接。
8.所述电源模块为电池盒。
9.所述电源模块为电源usb插口。
10.所述显示模块为液晶屏。
11.所述主控模块为单片机，用于处理水平偏差测量模块测得的数据。
12.有益效果：1、通过倾角传感器进行动态零位标定和水平偏差测量，并且将倾角传感器固定在壳体内，整个测量装置便于携带，并且可对不同平面进行测量。
13.2、通过倾角传感器，以及液晶屏显示测量结果，解决了采用水准器测量水平偏差
时受温度、强光、夜间、能见度低、距离或高度等影响带来的问题。
附图说明
14.图1为动态零位自标定便携式水平偏差测量装置组成框图；
15.图2为动态零位自标定便携式水平偏差测量装置正面示意图；
16.图3为动态零位自标定便携式水平偏差测量装置背面示意图；
17.图4为动态零位自标定便携式水平偏差测量装置内部结构示意图；
18.图5为按下“设置键”后显示的设置偏差上限界面图；
19.图6为按下“零位标定键”后显示的标定零位界面图；
20.图7为按下“测量键”后显示的测量界面图；
21.图中，1.水平偏差测量模块；2.主控模块；3.充电宝；4.充电器；5.电源线；6.壳体；7.显示模块；8.电源开关；9.照明键；10.测量键；11.确认键；12.加键；13.减键；14.零位标定键；15.电源指示灯；16.报警模块；17.电源usb插口；18.电池盒。
22.以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
23.【实施例1】
24.如图1至图4所示，一种动态零位自标定便携式水平偏差测量装置，包括外壳6，外壳6内壁上连接有主控模块2、水平偏差测量模块1和电源模块，外壳6外壁上还连接有显示模块7，其中主控模块2连接在外壳6的底面上，水平偏差测量模块1水平放置在主控模块2上并与主控模块2连接，电源模块分别与主控模块2、显示模块7和水平偏差测量模块1电连接，主控模块2分别与水平偏差测量模块1和显示模块7电信号连接。
25.整个装置的部件均安装在外壳6的内壁，或外壁上。其中主控模块2连接在外壳6内壁中底面的一侧，且外壳6底面的内壁和外壁之间均与水平面平行，且底面的内壁和外壁均保持平整，水平偏差测量模块1连接在主控模块2的一个平面上，以与水平面保持平行，来确保水平偏差测量模块1的准确度，电源模块连接在外壳6的内壁上，外壳6外壁上还连接有显示模块7。
26.在使用时，电源模块为主控模块2、水平偏差测量模块1和显示模块7供电，水平偏差测量模块1将测量值输出给主控模块2，经主控模块2处理后再将测量值输出给显示模块7显示，以让工作人员从外壳6外侧看到测量值。
27.【实施例2】
28.如图1至图4所示，所述水平偏差测量模块1为倾角传感器。采用倾角传感器，测量外壳放置于待测平面时的横向偏差和纵向偏差。
29.所述外壳6内还连接有报警模块16，报警模块16与主控模块2电信号连接。
30.所述的报警模块16可以采用蜂鸣器，当水平偏差测量模块1的测量值大于主控模块2设置的偏差值上限时，主控模块2驱动蜂鸣器报警，提示工作人员。
31.所述外壳6上还连接有输入模块，输入模块包括加键12、减键13、确定键11、零位标定键14和测量键10，加键12、减键13、确定键11、零位标定键14和测量键10均与主控模块2电信号连接。
32.如图2和图3所示，外壳6外壁上的输入模块，用来控制主控模块2，来改变偏差值上限，以及进行自动进行误差测量。
33.所述电源模块为电池盒18。
34.所述的电池盒18可使用干电池或可充电电池供电，使得整个装置供电方便，且便于携带。
35.所述电源模块为电源usb插口17。
36.电源模块还可使用电源usb插口17，配合外部的充电宝3、充电器4或电源线5等充电设备为整个装置供电。
37.所述显示模块7为液晶屏。用于显示偏差值。
38.所述主控模块2为单片机，用于处理水平偏差测量模块1测得的数据。
39.所述的外壳6上还安装有电源指示灯15，用于在电源模块通电时亮起，以显示装置正常工作，外壳6内还安装有照明灯，外壁上安装有照明键9，照明灯和照明键均与电源模块电连接，用于在强光、夜间或能见度低的环境，按下照明键9，以通过照明灯对显示模块7照明。外壳6上安装有电源开关8，以控制电源模块的启动与关闭。
40.在使用时，因为安装等误差，水平偏差测量模块1与水平面很难实现完全平行，首先要对误差进行检测，从而对后续测试数据进行修正。
41.首先将装置放在一个水平基准面，在一个位置上放置测量装置，读取横向水平偏差值h1和纵向水平偏差值z1，
42.将测量装置在水平方向旋转180度重新放置在水平基准面同样的位置，读取横向水平偏差值h2和纵向水平偏差值z2；
43.δh＝(h1
‑
h2)/2，δz＝(z1
‑
z2)/2，δh是横向传感器的零位误差，δz是纵向传感器的零位误差；
44.将测量装置放置在待测面上，读取横向水平偏差值h和纵向水平偏差值z，主控模块2接到横向水平偏差值h和纵向水平偏差值z后，令h＝h
‑
δh，z＝z
‑
δz，h和z就是补偿了零位误差之后的横向水平偏差和纵向水平偏差值；
45.之后主控模块2将误差补偿后的横向水平偏差h和纵向水平偏差z显示在液晶屏上。
46.在报警时，也采用补偿了零位误差之后的横向水平偏差和纵向水平偏差值h和z与偏差上限值对比。
47.使用时，打开电源开关8、显示模块7显示系统默认的偏差上限值，如果需要重新设置偏差上限值，按下确认键11，显示如图5所示界面，通过加键12和减键13进行设置，设置完成后再按下确认键11；如果不需要重新设置偏差上限值，采用默认的偏差上限值，只需要进行零位标定即可，按下零位标定键14，显示如图6所示界面，将测量装置放置在一个水平面上，显示当前位置(该位置称为位置1)测得的横向偏差和纵向偏差，按下确认键11，表示将位置1的横向偏差和纵向偏差保存，作为自动标定零位需要的数据，然后将测量装置调个方向，即在水平方向转180度，放置在刚才的位置，此时是位置2，测得此时的横向偏差和纵向偏差，再按下确认键11，表示将位置2的横向偏差和纵向偏差保存，作为自动标定零位需要的数据，再次按下零位标定键14，根据前两个位置保存的数据，主控模块2将自动计算零位误差并保存(零位误差不再显示出来)，便于在后续的水平偏差测量中自动进行误差补偿。
考虑到测量装置的加工、安装误差以及电子元器件的系统误差，零位误差是动态变化的，零位标定也是动态完成，即每次测量前都要进行零位标定，操作时只需要在一个水平面上，放置两次，保存两次，即可完成零位标定，操作非常简便。
48.完成了偏差上限值的设置和动态零位标定后，将测量装置放置在被测量面上，按下测量键10，显示如图7所示界面，液晶屏左上角显示设置好的偏差上限值，液晶屏中间实时显示被测量面的横向水平偏差和纵向水平偏差，如果测量值有一个或两个超过偏差上限值，蜂鸣器会发出声音报警提醒。如果被测量面倾斜太大，超出了倾角传感器测量范围，液晶屏会显示hhh.hh，同时蜂鸣器会发出声音报警提醒。如果遇到强光、夜间或能见度低的环境，可以按下照明键9进行显示模块7照明，便于使用者观看。