[發明專利]基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀及測試方法

有效

• 申請號: 202011020142.6
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112284344B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 顧斌;吳明康;聶子健;蔡紀源;王順華;李璟;殷家騰;高燕;孫冬;張照鋒;吳珊珊;湯滟
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: G01C9/10
• 分類號: G01C9/10;G01C1/00;G01B11/26;G01B13/18
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

本發明涉及角度檢測技術領域，尤其涉及一種基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀及測試方法，測試儀包括信號采集模塊、信號調理模塊和控制模塊；信號采集模塊包括外殼和設于外殼內的測試球，測試球包括內球面、外球面、第一固定軸和第二固定軸，內球面和外球面同心設置，內球面外壁設有光發收器，每個光發收器包括發光二極管和用于采光的感光管；內球面外壁和外球面內壁均涂刷黑色吸光材料；內球面和外球面之間構成間隙腔，間隙腔內下部注入水銀，水銀面指向球心的圓面邊界與光發收器所在區域的外接圓平行且大小一致；信號調理模塊用于對由感光管采集的光信號轉換的電信號進行信號調理；控制模塊用于傾斜角計算。本發明實現傾斜角計算檢測。

技術領域

本發明涉及角度檢測技術領域，尤其涉及一種基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀及測試方法。

背景技術

在工農業生產和服務、科學研究及日常生活中，角度或傾斜度測量是時常需要的，例如在設備安裝、機械加工、建筑施工和交通運輸等領域。然而，目前角度測量儀普遍存在精度低或者性價比不高的缺點，本發明旨在解決該問題。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀及測試方法，實現傾斜度檢測，檢測精度高。

為解決以上技術問題，本發明的技術方案為：基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀，包括信號采集模塊、信號調理模塊和控制模塊；

信號采集模塊，包括正方體形狀的外殼和設于外殼內的測試球，測試球包括內球面、外球面、第一固定軸和第二固定軸，內球面和外球面同心設置，內球面和外球面通過相互垂直的第一固定軸和第二固定軸進行固定，內球面和外球面的共同球心與第一固定軸和第二固定軸的交點重合；內球面外壁設有光發收器，在離散經線上形成M個光發收器半圓陣列，每個光發收器半圓陣列中沿經線分布有N個光發收器，光發收器半圓陣列上下兩端的光發收器所在直線與外殼底面相垂直，每個光發收器包括發光二極管和用于采光的感光管；內球面外壁和外球面內壁均涂刷黑色吸光材料；內球面和外球面之間構成間隙腔，間隙腔內下部注入水銀，水銀面指向球心的圓面邊界與光發收器所在區域的外接圓平行且大小一致；

信號調理模塊，用于對由感光管采集的光信號轉換的電信號進行信號調理；

控制模塊，用于控制發光二極管發光及人機交互、用于根據調理后的電信號所載光照信息進行傾斜角計算。

按以上方案，所述光發收器包括一個發光二極管T和四個感光管R₁、R₂、R₃、R₄，發光二極管T居中，感光管R₁、R₂、R₃和R₄均勻分布于其四周，呈十字形排列。

按以上方案，所述信號調理模塊包括依次電連接的加法器、信號調理器和模數變換器，加法器的輸入端連接于四個感光管的輸出端，模數變換器電連接于控制模塊輸入端；感光管輸出的四路輸出電壓輸入至加法器，加法器的輸出電壓輸入至信號調理器進行放大濾波處理，信號調理器的輸出電壓輸入至模數變換器進行模數變換后輸出至控制模塊。

按以上方案，控制模塊包括微處理器、顯示器、揚聲器和鍵盤，微處理器電連接于模數變換器獲取光照信息后進行進行傾斜角計算，顯示器、揚聲器和鍵盤均電連接于微處理器用于人機交互；微處理器還電連接于發光二極管控制發光二極管發光。

按以上方案，內球面外壁和外球面內壁表面均進行細粒狀加工。

基于球腔水銀反射的傾斜度測試方法，采用上述的基于球腔水銀反射的傾斜度測試儀，其特征在于，所述測試方法為：