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CN2854513Y - 一种便携式数显水平倾角仪 - Google Patents

一种便携式数显水平倾角仪 Download PDF

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CN2854513Y
CN2854513Y CNU2005200354002U CN200520035400U CN2854513Y CN 2854513 Y CN2854513 Y CN 2854513Y CN U2005200354002 U CNU2005200354002 U CN U2005200354002U CN 200520035400 U CN200520035400 U CN 200520035400U CN 2854513 Y CN2854513 Y CN 2854513Y
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李广金
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GUILIN GENRED SENSOR TECHNOLOGY Ltd
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GUILIN GENRED SENSOR TECHNOLOGY Ltd
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/12—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels by using a single pendulum plumb lines G01C15/10
    • G—PHYSICS
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Measuring Magnetic Variables (AREA)

Abstract

一种便携式数显水平倾角仪，包括角度测量装置和阻尼装置，其特征是：圆容栅传感器的动栅、摆锤固装在滚动轴系的转轴上，与转轴连动，在滚动轴系转轴的尖端上设有圆容栅传感器的接地弹片，在与摆锤摆动面平行的后盖的圆周上均匀布设有与磁铁片匹配的小孔，在该盖的外表面贴有导磁环，磁铁片嵌入该盖上与之匹配的小孔内，相邻的磁铁片磁极相反，磁铁片的一面和导磁环贴合，另一面彼此形成空气磁路，摆锤始终置于空气磁隙中。这种数显水平倾角仪，1.体积小、薄，袖珍便于携带；2.灵敏度高，线性好、抗干扰能力强；3.阻尼好，摆锤静止快；4.测量范围宽，可达360°；5.结构简单，制造容易，可广泛应用于进行水平和倾角测量的场合。

Description

一种便携式数显水平倾角仪
(一)技术领域：
本新型涉及测量仪器，具体地说是一种便携式数显水平倾角仪。
(二)背景技术：
目前，通常使用的摆式倾角仪有两种，一种是不带阻尼装置的，这种倾角仪，仅实用于静态测量，正确读数必须等摆稳定，需要很长时间。另一种为带阻尼装置的，能给摆提供阻尼，尽快消除自由摆动，可对变化的倾角进行连续测量。常见的方法是采用硅油阻尼和空气阻尼，前者阻尼系数随温度的升高而降低较大，后者使倾角仪的结构变得很复杂，加工精度要求较高。为此，中国专利号为00223002.X公开了一种采用磁阻尼结构的数字倾角仪，该倾角仪读数稳定快，但不足的是无法进行大角度的测量。
(三)发明内容：
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种既结构简单，体积小，线性好、精度高、抗干扰能力强，又能为摆锤提供有效阻尼，实现快速准确的读数和大角度的测量的便携式数显水平倾角测量仪。
本实用新型也包括主要由基座、支板、圆容栅传感器、摆锤、转轴、后盖组成的角度测量装置和主要由阻尼片、磁铁片组成的阻尼装置，其特征是：圆容栅传感器的动栅、摆锤固装在滚动轴系的转轴上，与转轴连动，在滚动轴系转轴的尖端上设有圆容栅传感器的接地弹片，在与摆锤摆动面平行的后盖的圆周平面上布设有与磁铁片相匹配的小孔，在该盖的外表面贴有导磁环，至少2个以上的磁铁片嵌入该盖上与之匹配的小孔内，相邻的磁铁片磁极相反，磁铁片的一面和导磁环贴合，另一面彼此形成空气磁路，阻尼片即为摆锤，始终置于空气磁隙中；为了减少漏磁并增加空气磁隙的磁场强度，在摆锤与磁铁片相对面支板的面上还贴有一块导磁环，与后盖上贴有的导磁环相对应，磁铁片也可环状布置在支板面上的导磁环上，也是相邻的磁铁片磁极相反，磁铁片的一面和导磁环贴合，另一面彼此形成空气磁路，阻尼片摆锤始终置于空气磁隙中。
测量中，当基座倾斜时，单摆受重力作用产生摆动，带动容栅传感器动栅转动产生摆角数字信号，经芯片处理得出摆角数值。与此同时，摆锤因切割磁力线，在其内部产生涡电流，形成阻止摆动的阻力；此涡电流与摆动速度成正比，摆动阻力随摆速的减少而减少，因而摆的最终位置并不受到阻力的影响，却又因在摆动时存在阻力能很快稳定下来，方便快速读数。本数显水平倾角仪机芯采用容栅传感器，能充分发挥该传感器低功耗、灵敏度高，输出为数字信号方便进行后续处理等特性，同时将永磁磁钢片在后盖圆周上均布排列，使得扇型摆锤在360°的范围内始终位于磁路空气隙中，切割磁力线，可满足360°度测量要求。此外，接地弹片的设置，使容栅传感器的工作更为可靠，更灵敏。本实用新型与现有技术相比，优点是：体积小，测量范围宽，可达360°，线性好、精度高，阻尼好，读数稳定快，抗干扰能力强，无零漂、温漂等问题。特别适合于需要便携式仪器测量倾角的场合。
(四)附图说明：
图1为本实用新型的内部结构正面视图；
图2为本新型的结构剖视图。
(五)具体实施方式：
本实用新型主要由基座(1)、支板(2)、圆容栅传感器(3)、接地弹片(4)、前盖(5)、摆锤(6)、滚动轴系(7)、导磁环(8)、磁铁片(9)后盖(10)组成，摆锤(6)由非导磁金属材料制成，磁铁片(9)为永磁磁钢片，导磁环(8)由磁性金属材料制成，摆锤(6)为扇形摆锤，在基座(1)内固装有支板(2)，滚动轴系(7)装于支板(2)中心孔内，圆容栅传感器(3)的动栅和扇形摆锤(6)分别装在滚动轴系(7)转轴的两端、处于基座(1)形成的两个空腔内，与转轴连动，在后盖(10)上贴有导磁环(8)、与扇形摆锤(6)相对面环状布有2个以上薄形永磁磁钢片(9)，安装时使相邻永磁磁钢片(9)极性相反，一面与导磁环(8)贴合，另一面彼此形成空气磁路，扇型摆锤(6)始终置于磁路空气隙中，切割磁力线；另外，为了减少漏磁并增加空气磁隙的磁场强度，在摆锤(6)与磁铁片(9)相对面支板(2)的面上还贴有一块导磁环，与后盖(10)上贴有的导磁环(8)相对应。在滚动轴系(7)转轴的尖端设置接地弹片(4)，使得圆容栅传感器(3)动栅的接地更加可靠。
本实用新型的传感器具有较小的起动转矩、转动阻力和较高的角度分辨率。对阻尼特性要求较高的场合，还可根据倾角变化的特征，对摆的长度、质量、气隙磁通量、摆锤的材质和厚度进行综合优化。

Claims (3)

1、一种便携式数显水平倾角仪，包括主要由基座(1)、支板(2)、圆容栅传感器(3)、摆锤(6)、转轴、后盖(10)组成的角度测量装置和主要由阻尼片(6)、磁铁片(9)组成的阻尼装置，其特征是：圆容栅传感器(3)的动栅、摆锤(6)固装在滚动轴系(7)的转轴上，与转轴连动，在滚动轴系(7)转轴的尖端上设有圆容栅传感器(3)的接地弹片(4)，在与摆锤(6)摆动面平行的后盖(10)的圆周平面上布设有与磁铁片(9)相匹配的小孔，在该盖的外表面贴有导磁环(8)，至少2个以上的磁铁片(9)嵌入该盖上与之匹配的小孔内，相邻的磁铁片(9)磁极相反，磁铁片(9)的一面和导磁环(8)贴合，另一面彼此形成空气磁路，阻尼片即为摆锤(6)始终置于空气磁隙中。
2、根据权利要求1所述的一种便携式数显水平倾角仪，其特征是：在摆锤(6)与磁铁片(9)相对面支板(2)的面上贴有一块导磁环，与后盖(10)上贴有的导磁环(8)相对应。
3、根据权利要求1所述的一种便携式数显水平倾角仪，其特征是：磁铁片(9)也可环状布置在支板面上的导磁环上，相邻的磁铁片(9)磁极相反，磁铁片(9)的一面和导磁环(8)贴合，另一面彼此形成空气磁路，阻尼片摆锤(6)始终置于空气磁隙中。
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