一种高精度双轴水平仪论文和设计-李永桥

全文摘要

本实用新型公开了一种高精度双轴水平仪，包括电源模块、控制模块、指示模块和传感模块；所述电源模块分别与所述控制模块、指示模块、传感模块连接；所述控制模块分别与所述指示模块、传感模块连接；本实用新型采用的传感模块具有较弱的温度依赖性、噪声较低、高分辨率，能够承受较大的机械冲击力，且测量精度较高。

主设计要求

1.一种高精度双轴水平仪，其特征在于，包括电源模块、控制模块、指示模块和传感模块；所述电源模块分别与所述控制模块、指示模块、传感模块连接；所述控制模块分别与所述指示模块、传感模块连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述电源模块包括电源VCC和电容C1-C6；所述电源VCC分别与所述电容C1-C6的第一端连接；所述电容C1-C6的第二端均接地；所述电容C1-C2均为电解电容；所述电源VCC的电压为DC5V。

3.根据权利要求1所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述控制模块包括电阻R10、R13、电容C7、C8、晶振Y1和集成电路U1；所述晶振Y1的频率为16MHz；所述集成电路U1的型号为ATMEGA8A-MU。

4.根据权利要求3所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述电阻R10的第一端分别与所述集成电路U1的第4、6、18管脚连接；所述集成电路U1的第20管脚与所述电容C7的第二端连接；所述电容C7的第一端、所述集成电路U1的第3、5、21管脚均接地；所述集成电路U1的第7管脚分别与所述电阻R13的第一端、所述晶振Y1的第3端连接；所述集成电路U1的第8管脚分别与所述电阻R13的第二端、所述晶振Y1的第1端连接；所述晶振Y1的第2端接地；所述电阻R10的第二端分别与所述电容C8的第一端、所述集成电路U1的第29管脚连接。

5.根据权利要求1所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述指示模块包括电阻R4-R7、R9、R14-R21、发光二极管LED1-LED13。

6.根据权利要求5所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述电阻R14的第二端与所述发光二极管LED6的正极连接；所述电阻R16的第二端与所述发光二极管LED8的正极连接；所述电阻R18的第二端与所述发光二极管LED10的正极连接；所述电阻R20的第二端与所述发光二极管LED12的正极连接；所述电阻R15的第二端与所述发光二极管LED7的正极连接；所述电阻R17的第二端与所述发光二极管LED9的正极连接；所述电阻R19的第二端与所述发光二极管LED11的正极连接；所述电阻R21的第二端与所述发光二极管LED13的正极连接；所述电阻R4的第二端与所述发光二极管LED1的正极连接；所述电阻R5的第二端与所述发光二极管LED2的正极连接；所述电阻R6的第二端与所述发光二极管LED3的正极连接；所述电阻R7的第二端与所述发光二极管LED4的正极连接；所述电阻R9的第二端与所述发光二极管LED5的正极连接；所述发光二极管LED1-LED13的负极均接地。

7.根据权利要求1所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述传感模块包括电阻R1-R3和集成电路U2；所述集成电路U2的型号为SCA100T。

8.根据权利要求7所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，所述电阻R1的第一端分别与所述电阻R2的第一端、所述集成电路U2的第12管脚连接；所述电阻R1的第二端与所述集成电路U2的第1管脚连接；所述电阻R2的第二端与所述集成电路U2的第7管脚连接；所述电阻R3的第一端分别与所述集成电路U2的第9、10管脚连接；所述电阻R3的第二端、所述集成电路U2的第6管脚均接地。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种高精度双轴水平仪，其特征在于，还包括用于输入输出的接口模块。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及到倾斜角度测量技术领域，尤其涉及到一种高精度双轴水平仪。

背景技术

水平仪是一种测量小角度的常用量具。在机械行业和仪表制造中，用于测量相对于水平位置的倾斜角、机床类设备导轨的平面度和直线度、设备安装的水平位置和垂直位置等。按水平仪的外形不同可分为：万向水平仪，圆柱水平仪，一体化水平仪，迷你水平仪，相机水平仪，框式水平仪，尺式水平仪；按水准器的固定方式又可分为：可调式水平仪和不可调式水平仪。

目前的水平仪工作时容易受到高频振动对测量精度的影响，导致测量结果的测量精度误差较大。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种高精度双轴水平仪,解决的上述问题。

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案如下：

一种高精度双轴水平仪，包括电源模块、控制模块、指示模块和传感模块；所述电源模块分别与所述控制模块、指示模块、传感模块连接；所述控制模块分别与所述指示模块、传感模块连接。

优选的技术方案，所述电源模块包括电源VCC和电容C1-C6；所述电源VCC分别与所述电容C1-C6的第一端连接；所述电容C1-C6的第二端均接地；所述电容C1-C2均为电解电容；所述电源VCC的电压为DC5V。

优选的技术方案，所述控制模块包括电阻R10、R13、电容C7、C8、晶振Y1和集成电路U1；所述晶振Y1的频率为16MHz；所述集成电路U1的型号为ATMEGA8A-MU。

优选的技术方案，所述电阻R10的第一端分别与所述集成电路U1的第4、6、18管脚连接；所述集成电路U1的第20管脚与所述电容C7的第二端连接；所述电容C7的第一端、所述集成电路U1的第3、5、21管脚均接地；所述集成电路U1的第7管脚分别与所述电阻R13的第一端、所述晶振Y1的第3端连接；所述集成电路U1的第8管脚分别与所述电阻R13的第二端、所述晶振Y1的第1端连接；所述晶振Y1的第2端接地；所述电阻R10的第二端分别与所述电容C8的第一端、所述集成电路U1的第29管脚连接。

优选的技术方案，所述指示模块包括电阻R4-R7、R9、R14-R21、发光二极管LED1-LED13。

优选的技术方案，所述电阻R14的第二端与所述发光二极管LED6的正极连接；所述电阻R16的第二端与所述发光二极管LED8的正极连接；所述电阻R18的第二端与所述发光二极管LED10的正极连接；所述电阻R20的第二端与所述发光二极管LED12的正极连接；所述电阻R15的第二端与所述发光二极管LED7的正极连接；所述电阻R17的第二端与所述发光二极管LED9的正极连接；所述电阻R19的第二端与所述发光二极管LED11的正极连接；所述电阻R21的第二端与所述发光二极管LED13的正极连接；所述电阻R4的第二端与所述发光二极管LED1的正极连接；所述电阻R5的第二端与所述发光二极管LED2的正极连接；所述电阻R6的第二端与所述发光二极管LED3的正极连接；所述电阻R7的第二端与所述发光二极管LED4的正极连接；所述电阻R9的第二端与所述发光二极管LED5的正极连接；所述发光二极管LED1-LED13的负极均接地。

优选的技术方案，所述传感模块包括电阻R1-R3和集成电路U2；所述集成电路U2的型号为SCA100T。

优选的技术方案，所述电阻R1的第一端分别与所述电阻R2的第一端、所述集成电路U2的第12管脚连接；所述电阻R1的第二端与所述集成电路U2的第1管脚连接；所述电阻R2的第二端与所述集成电路U2的第7管脚连接；所述电阻R3的第一端分别与所述集成电路U2的第9、10管脚连接；所述电阻R3的第二端、所述集成电路U2的第6管脚均接地。

优选的技术方案，还包括用于输入输出的接口模块。

相对于现有技术的有益效果是，采用上述方案，本实用新型采用的传感模块具有较弱的温度依赖性、噪声较低、高分辨率，能够承受较大的机械冲击力，且测量精度较高。

附图说明

为了更清楚的说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种高精度双轴水平仪原理框图；

图2为本实用新型的一种高精度双轴水平仪电源模块电路原理图；

图3为本实用新型的一种高精度双轴水平仪控制模块电路原理图；

图4为本实用新型的一种高精度双轴水平仪控指示模块电路原理图；

图5为本实用新型的一种高精度双轴水平仪传感模块电路原理图；

图6为本实用新型的一种高精度双轴水平仪接口模块电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本说明书所使用的术语“固定”、“一体成型”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，在图中，结构相似的单元是用以相同标号标示。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。

如图1-6所示，本实用新型的一个实施例是：

所述电源模块包括电源VCC和电容C1-C6；

所述电源VCC分别与所述电容C1-C6的第一端连接；所述电容C1-C6的第二端均接地；所述电容C1-C2均为电解电容；所述电源VCC的电压为DC5V。

所述控制模块包括电阻R10、R13、电容C7、C8、晶振Y1和集成电路U1；

所述电源VCC与所述电阻R10的第一端连接；

所述电阻R10的第一端分别与所述集成电路U1的第4、6、18管脚连接；所述集成电路U1的第20管脚与所述电容C7的第二端连接；所述电容C7的第一端、所述集成电路U1的第3、5、21管脚均接地；所述集成电路U1的第7管脚分别与所述电阻R13的第一端、所述晶振Y1的第3端连接；所述集成电路U1的第8管脚分别与所述电阻R13的第二端、所述晶振Y1的第1端连接；所述晶振Y1的第2端接地；所述电阻R10的第二端分别与所述电容C8的第一端、所述集成电路U1的第29管脚连接；所述晶振Y1的频率为16MHz；所述集成电路U1的型号为ATMEGA8A-MU。

所述指示模块包括电阻R4-R7、R9、R14-R21、发光二极管LED1-LED13；

所述集成电路U1的第23、24、25、26、28、27、10、11、13、1、2、9、12管脚依次分别与所述电阻R14、R16、R18、R20、R15、R17、R19、R21、R4、R5、R6、R7、R9的第一端连接；

所述电阻R14的第二端与所述发光二极管LED6的正极连接；所述电阻R16的第二端与所述发光二极管LED8的正极连接；所述电阻R18的第二端与所述发光二极管LED10的正极连接；所述电阻R20的第二端与所述发光二极管LED12的正极连接；所述电阻R15的第二端与所述发光二极管LED7的正极连接；所述电阻R17的第二端与所述发光二极管LED9的正极连接；所述电阻R19的第二端与所述发光二极管LED11的正极连接；所述电阻R21的第二端与所述发光二极管LED13的正极连接；所述电阻R4的第二端与所述发光二极管LED1的正极连接；所述电阻R5的第二端与所述发光二极管LED2的正极连接；所述电阻R6的第二端与所述发光二极管LED3的正极连接；所述电阻R7的第二端与所述发光二极管LED4的正极连接；所述电阻R9的第二端与所述发光二极管LED5的正极连接；所述发光二极管LED1-LED13的负极均接地。

所述传感模块包括电阻R1-R3和集成电路U2；

所述电源VCC与所述电阻R1的第一端连接；所述集成电路U2的第1、3、4、7管脚依次分别与所述集成电路U1的第17-14管脚连接；

所述电阻R1的第一端分别与所述电阻R2的第一端、所述集成电路U2的第12管脚连接；所述电阻R1的第二端与所述集成电路U2的第1管脚连接；所述电阻R2的第二端与所述集成电路U2的第7管脚连接；所述电阻R3的第一端分别与所述集成电路U2的第9、10管脚连接；所述电阻R3的第二端、所述集成电路U2的第6管脚均接地；所述集成电路U2的型号为SCA100T。

所述接口模块包括连接器P1-P3；

所述电源VCC分别与所述连接器P1的第1针脚、所述连接器P2的第4针脚、所述连接器P3的第2针脚连接；所述连接器P1的第3-6针脚依次分别与所述集成电路U1的第15、16、17、29管脚连接；所述电容C8的第二端与所述集成电路U1的第7管脚连接；所述连接器P1的第8-10针脚依次分别与所述集成电路U1的第30、31、20管脚连接；所述连接器P2的第2-3针脚依次分别与所述集成电路U1的第31、30管脚连接；所述连接器P3的第4-5针脚依次分别与所述集成电路U1的第31、30管脚连接；所述连接器P1的第2针脚、所述连接器P2的第6针脚、所述连接器P3的第10针脚均接地。

本申请可以为用户提供x和y轴的倾角测量参数。该模块可以用led表示大致的倾角变化；可以通过串口打印出倾角值，一个是原始值，一个是转化后的值（转化为度）。水平仪是基于SCA100T芯片，它提供了水平测量仪表级别的性能。双轴高精度倾角传感器芯片的传感元件在测量时需要与测量平台保持平行，并且传感器双轴需相互垂直。

较弱的温度依赖性、高分辨率、低噪声和健全的传感元件设计让SCA100T-D01高精度双轴倾角传感器芯片成为水平测量仪器的不二选择。VTI的倾角传感器对于高频振动不灵敏，因为他们都在传感元件内部增加了阻尼，并且能承受高达20000g的机械冲击力。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本实用新型说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

设计图

一种高精度双轴水平仪论文和设计

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