水平儀的水平調整方法技術

一種水平儀的水平調整方法，至少包括如下步驟：首先，輸入多個水平量測信號至一傾角傳感器中，使得傾角傳感器輸出一串輸出信號；接著，將這串輸出信號分離，而依序產生多個保持信號；然后，再分別對同方向的保持信號求差，以得到至少一傾角信號，并進行一第一判別步驟，以將傾角信號限制在一預設范圍內；接下來，放大預設范圍內的傾角信號，并進行一第二判別步驟，以將傾角信號調整至水平位置對應電壓；待傾角信號等于水平位置對應電壓，則完成水平儀的水平調整。本發明專利技術提供的水平儀的水平調整方法，將調整分為粗調與微調兩部分，可以提高調整精度，加快調整速度。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別是涉及一種激光，應用于一裝置中，適用于量測該裝置與一水平面之間的傾斜角度，進而進行水平調整。
技術介紹
傾角傳感器可做相當精確的水平測量，因此其應用范圍十分廣泛，從最初設計用于武器的瞄準、飛機的航行，到現在日常生活中使用的汽車輪胎的定位、地震的探知、及激光水平儀中的應用，皆可利用此取得方便、穩定性又高的裝置。傾角傳感器的水平量測原理如圖1所示，利用金屬棒與傾角傳感器內的電解液的覆蓋面積不同，造成導電率也會隨之改變的特性；以金屬棒浸于電解液中，當液面未達水平時，于金屬棒的液面高度各不相同，其導電率也會不同，如此各金屬棒上的電阻值也會隨之發生相應的變化，通過讀取電阻值的變化，即可了解傾角傳感器的傾斜情況。在傾角傳感器中，信號輸入采用多向交替式輸入方式，由四個輸入引腳依序交替輸入單一極性脈沖信號，以量測兩方向的水平狀態，而輸出引腳則相應于水平狀態改變，產生由多個輸出信號組成的一串輸出信號。接著，處理單元(Micro Controller Unit；MCU)將這串輸出信號分離為四路信號，使之成為四路相互獨立且持續的信號，其中，此四路信號包含兩方向的傾角信息。然后，處理單元將此四路信號分別轉換為相對應的四個電壓，再對同方向的信號求差，并對結果進行分析，以獲知兩方向的傾角信息，進而利用此傾角信息判斷水平狀態，以驅動控制一馬達，如此經過數次遞進修正而使該傾角傳感器內的電解液面最后趨于水平，而達到水平狀態。然而，在處理單元驅動馬達來調整傾角傳感器的位置時，并不能一次就將傾角傳感器調整到水平位置。此外，由于傾角傳感器位置改變后，輸出的數據存在一定的滯后性，這些因素使得傾角傳感器調整水平的時間變長。以目前公知的技術而言，傾角傳感器大約在15秒內才可以調整到水平狀態(所需時間的長短與傾角傳感器的初始位置與水平位置的差異大小有關)。
技術實現思路
因此，本專利技術的目的是提供一種，將調整分為粗調與微調兩部分，可以提高調整精度，加快調整速度。本專利技術的另一目的是提供一種，將傾角信號放大，以提高傾角傳感器的調整精度。本專利技術的又一目的是提供一種，采用電機馬達，可以縮短傾角傳感器的調整時間。根據本專利技術的上述目的，提出一種，至少包括如下步驟。首先，輸入多個水平量測信號至一傾角傳感器中，使得傾角傳感器輸出一串輸出信號，其中，這串輸出信號以上述的水平量測信號為一周期所組成。接著，將這串輸出信號分離，而依序產生多個保持信號。然后，分別對同方向的保持信號求差，以得到至少一傾角信號，并進行一第一判別步驟若傾角信號不在一預設范圍內，則驅動一馬達來調整傾角傳感器的位置，進行一粗調步驟，以將傾角信號限制在預設范圍內；若傾角信號在預設范圍內，則放大預設范圍內的傾角信號。接著，放大預設范圍內的傾角信號，并進行一第二判別步驟若傾角信號不等于一水平位置對應電壓，則驅動馬達來調整傾角傳感器的位置，進行一微調步驟，以將傾角信號調整至水平位置對應電壓；若傾角信號等于水平位置對應電壓，則完成水平儀的水平調整。依照本專利技術的一較佳實施例，還至少包括預先設定傾角傳感器調整至水平后的水平位置對應電壓的步驟。在本專利技術的較佳實施例中，馬達為一電機馬達，而傾角傳感器為一單向傾角傳感器或一雙向傾角傳感器。上述的水平量測信號具有相同脈沖寬度且彼此依序間隔一個或多個時間周期，并以多向交替信號輸入方式，輸入至該傾角傳感器中。上述的水平量測信號為正脈沖、負脈沖或正負交雜的脈沖，且由一信號發生模塊產生。信號發生模塊可以為一信號產生器或一脈沖產生電路。在本專利技術的較佳實施例中，上述的將輸出信號分離、而依序產生保持信號的步驟，是由一取樣保持模塊依據上述的水平量測信號或與水平量測信號同時序的信號，作為相對應的多個取樣觸發信號，而輸出第一保持信號與第二保持信號。取樣保持模塊可以為一取樣保持電路。上述的對同方向的保持信號求差、以得到傾角信號的步驟是在一求差模塊中進行。求差模塊可以為一差動放大電路、一減法器或一微處理器。為進一步闡明本專利技術的上述和其它目的、特征、和優點，下文特舉一較佳實施例，并配合附圖，進行詳細說明。附圖說明圖1示出傾角傳感器的水平量測原理；圖2示出根據本專利技術較佳實施例的調整水平儀的流程示意圖；圖3示出根據本專利技術的較佳實施例的信號時序圖。其中，附圖標記說明如下100 傾角傳感器102 電解液104 第一引腳 106 第二引腳108 第三引腳 110 第四引腳202 傾角傳感器204 信號發生模塊206 取樣保持模塊 208 求差模塊210 處理單元 212 馬達222 第一水平量測信號 224 第二水平量測信號226 第三水平量測信號 228 第四水平量測信號230 一串輸出信號 232 取樣觸發信號234 取樣觸發信號 236 取樣觸發信號238 取樣觸發信號 240 第一保持信號242 第二保持信號 244 第三保持信號246 第四保持信號 302 第一輸出信號304 第二輸出信號 306 第三輸出信號308 第四輸出信號 310 第一輸出信號312 第二輸出信號 314 第三輸出信號316 第四輸出信號 具體實施例方式本專利技術揭示一種，適用于激光水平儀中。為了使本專利技術的敘述更加詳盡與完備，可參照下列描述并配合圖2及圖3的圖示。請參照圖2并同時參照圖3，圖2示出根據本專利技術較佳實施例的調整水平儀的流程示意圖，而圖3示出根據本專利技術較佳實施例的信號時序圖。本專利技術的較佳實施例至少包括傾角傳感器202、信號發生模塊204、取樣保持模塊206、求差模塊208、處理單元210以及馬達212。此外，本實施例的水平儀已預先將傾角傳感器202調整至水平后的穩定位置對應電壓設定為100毫伏。如圖2所示，首先，信號發生模塊204等時序間隔地產生多個水平量測信號第一水平量測信號222、第二水平量測信號224、第三水平量測信號226以及第四水平量測信號228。上述的水平量測信號具有相同時序與脈沖寬度，且分別間隔一個或多個時間周期。水平量測信號為正脈沖、負脈沖或正負交雜的脈沖。水平量測信號分別依序多向交替輸出至雙向傾角傳感器202的第一輸入引腳A、第二輸入引腳B、第三輸入引腳C以及第四輸入引腳D，其中，第一輸入引腳A、第三輸入引腳C以及第二輸入引腳B、第四輸入引腳D彼此對稱設置，而產生如圖3所示的第一量測周期A1、第二量測周期A2、……、或第六量測周期A6表示的四段一周期的一串輸出信號230，此每一量測周期內的輸出信號分別包含有第一輸出信號302、第二輸出信號304、第三輸出信號306以及第四輸出信號308。第一輸入引腳A與第三輸入引腳C可量測A-C方向的水平狀況，并經由雙向傾角傳感器202的輸出引腳輸出同一方向的傾角信息，而第二輸入引腳B與第四輸入引腳D也可經由此輸出引腳輸出另一方向的傾角信息，亦即此輸出引腳所產生的一串輸出信號230同時包含二方向的傾角信息。這些水平量測信號還同時輸出至取樣保持模塊206，以作為對這一串輸出信號230進行取樣保持的取樣觸發信號232、234、236、238。通過這些取樣觸發信號可分別取樣保持第一輸出信號302、第二輸出信號304、第三輸出信號306以及第四輸出信號308，而分離出第一保持信號240、第二保持信號242、第三保本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水平儀的水平調整方法，應用于具一傾角傳感器的一水平儀，其中該方法至少包括：分別對該傾角傳感器所輸出的同方向的多個保持信號求差，以得到至少一傾角信號；若該傾角信號不在一預設范圍內，則驅動一馬達來調整該傾角傳感器的位置，以將 該傾角信號限制在該預設范圍內；若該傾角信號在該預設范圍內，則以一預定倍數放大該預設范圍內的該傾角信號；若放大后的該傾角信號不等于一水平位置對應電壓，則驅動該馬達來調整該傾角傳感器的位置，進行一微調步驟，以將該傾角信號調整至該 水平位置對應電壓；以及若放大后的該傾角信號等于該水平位置對應電壓，則完成該水平儀的水平調整。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：簡張勇，
申請(專利權)人：亞洲光學股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]