建築物垂直度測試儀的製作方法

2023-04-24 01:55:01 2

專利名稱:建築物垂直度測試儀的製作方法
本實用新型涉及到一種建築物的垂直度測試儀。
日本專利JP－80－17469介紹了指針式測試儀，即利用重錘的重量，帶動指針擺動。在指針背面設置刻度盤。隨著指針擺動的不同位置，有相應的刻度可以讀出，由於指針長度有限，故而測試精度不高。又由於是從刻度盤取讀數，也易帶來讀數誤差。
溫州東方儀器廠在《建築知識》(86、1)雜誌上，介紹了一種建築物垂直度測試儀。主要用槓桿放大的原理，仍採用指針顯示。
本實用新型設計目的，在於克服上述技術中兩種測試方法的缺點，設計一種具有精度高、電子顯示的建築物垂直度測試儀。
本實用新型的目的，是通過以下途徑來達到的。在角筒下部，設置一小圓形擺錘，擺錘帶動檔板，在檔板兩側設置光電變換機構和電路板，光電轉換器件設置在檔板兩側。在擺錘擺杆的平行位置上設置清零、時鐘電路，在中部設置放大清零電路，上端設置模－數轉換電路、計數、解碼、顯示電路，還設置有前傾、後傾、超二十燈電路。隨著檔板擺動，光照由少到多，相應電信號由弱到強，數字顯示由小到大。也即隨著垂直度變化，數字大小相應發生變化，達到我們測試目的。
本實用新型的

圖一為本實用新型建築物垂直度測試儀的主視剖面圖。是由擺錘〔8〕通過擺杆〔7〕、軸承〔6〕掛在機器下部中央，檔板〔9〕與擺錘〔8〕連成一體。擺錘〔8〕擺動大小，通過檔板遮擋光線多少來反映。在角筒〔11〕中裝有模－數轉換電路〔2〕，清零、時鐘電路〔5〕，放大、調零電路〔4〕，前、後傾燈、超二十燈電路〔3〕及計數、解碼、顯示電路〔1〕。還裝有電源開關〔10〕、轉換開關〔12〕、清零按紐〔13〕、光－電轉換電路〔14〕。
圖二為電路方框圖。
檔板〔9〕兩側裝有光－電轉換元件。隨著牆壁傾斜度不同，擺錘位移量也不同，則光照也發生變化——從而電信號也變化，經放大、調零、模－數轉換、計數－解碼、經顯示電路顯示出來。就是說，每對應一個位移量a，通過變換後則有一個數字量N與其對應。數字量N與位移量a成正比。
圖二標號說明1a為前傾光－電轉換電路，1a′後傾光－電轉換電路；2a為前傾放大、清零電路，2a′為後傾放大、清零電路；3a為前傾模－數轉換電路，3a′為後傾模－數轉換電路；4a為計數電路；5a為解碼電路；6a為顯示電路；7a為前傾燈調零電路；7a′為後傾燈調零電路；8a為前傾燈模－數轉換電路，8a′為後傾燈模－數轉換電路；9a為前傾燈門電路；9a′為後傾燈門電路；10a為前傾指示燈電路，10a′為後傾指示燈電路；12a為清零電路；B為觸發器清零信號；E為計數器清零信號；F為積分器清零、負基準信號。
圖三為本實用新型電原理圖11a為時鐘脈衝發生器；G為積分器輸出信號；H為後傾光－電轉換、調零、放大信號；S1為鎖前傾燈門信號；S2為鎖後傾燈門信號。
下面就幾個主要電路工作原理作一簡要說明(1)、積分器A5產生斜坡電壓，比較器A4在輸入電壓等於或小於斜坡電壓時，將脈衝計數控制門Y1關閉〔通過T1〕。(2)極性為正的啟動脈衝通過積分電阻R20和二極體D4產生復位電流I迫使積分器復位，由於二極體D4使積分電容兩端電壓幾乎復位到零，啟動脈衝一消失，積分器A5就在負基準電壓－Ej的作用下產生正向斜坡電壓，直到積分運放的輸出電壓達到正向飽和電壓為止。
(3)、比較器A4的輸出電壓Usc1用來控制門T1的開閉。
(4)、A4輸出低電位，控制門T1打開，時鐘脈衝通過門Y1進入計數器。計數開始，當斜坡電壓線性增長到輸入電壓時，A4輸出由低電位變為高電位，通過T1將Y1關閉，停止計數，完成一次變換。
(5)、積分器A5在－Ej作用下，由零積到輸入電壓Usr所需時間T為T＝ (RfCF)/(|-Ej|) Usr(6)、若時鐘頻率為fj，則計數器的計數N可表示為N＝Tfj＝ (RfCffj)/(|-Ej|) Usr(7)、輸入電壓Usr最大值不得超過積分運放的額定輸出電壓，否則比較器A4將始終輸出低電位，計數控制門Y1始終打開，計數器將不停地計數。
圖五為本實用新型的清零電路工作原理圖。
本清零電路有三組(一)觸發器清零，清零信號為B；(二)計數器清零，清零信號為E；(三)積分器清零，清零信號為G。(一)、(二)為公知的，現著重談積分器清零。積分器清零電壓要求比較高，要大於45V才能使積分電容兩端電壓復位到零。當清零電壓一消失，則立刻轉為積分器的負基準電壓(－3V)。
(1)、清零時，Y3輸出高電位，T2飽和，正5V電源到a點，經R24、R25分壓後，由於集電極電流很小，故易滿足T3飽和，又，由於T5為一射極跟隨器，a點(0.3V)到L點(－2.8V)，經R26、R27a分壓後，T4截止。
(2)、積分開始清零一經撤出，時鐘脈衝的上跳沿使
Q輸出低電位，從而Y2輸出高電位，Y3輸出低電位，此時，T2截止。由於V2電位基本不變。經各電阻分壓後，T3截止。T4飽和。由於T3、T4交替飽和、截止。滿足了積分器清零和積分時反相輸入端所需電壓。
圖六為前傾、後傾燈電路原理圖前傾、後傾燈電路，結構是一致的，主要也由模－數轉換器構成。當前傾的光－電轉換電路工作－－有輸出，則後傾的光－電轉換電路輸出為零。前傾的模－數轉換電路先動作，比較器翻轉，通過燈門電路使燈電路工作，前傾燈亮。在此同時，燈電路發出一低電位，將後傾的燈門電路關閉。之後，後傾的模－數轉換電路既使動作，後傾燈也不再亮。反之，若牆壁後傾，道理也相同，牆壁傾斜超過20毫米以上，計數則無意義。
如圖七，設計時，以指示燈顯示。當計數為0、個位數、十位時，燈不亮，當計數超二十時(含二十)Oc有進位，J－K觸發器翻轉，燈亮，工作時D觸發器作開關門信號，計數器輸出端Oc作觸發信號。
圖八為光－電轉換電路，公知電路。
計數、解碼、顯示電路，以及放大、調零電路均為公知。
本實用新型與現有技術相比較，明顯的優點是1、不受外界影響，測試精度高。
2、數碼顯示，測試迅速(清零後不大於一秒)，操作方便。
權利要求
1.一種用於建築物測試儀，特別是建築物垂直度測試儀，是由角筒[11]、擺錘[8]、擺杆[7]、檔板[9]、以及光電轉換器，和電路板所組成，其特徵在於光電轉換器件設置在檔板[9]的兩側，在擺錘[8]擺杆[7]的平行位置設置清零、時鐘電路[5]、模-數轉換電路[2]，在角筒中部設置放大、調零電路[4]，上端設置模-數轉換電路[2]、計數-解碼-顯示電路[1]，還有前傾後傾、超二十燈電路[3]。
2.根據權利要求
1所述的建築物垂直度測試儀，其特徵在於光－電轉換電路輸出的電壓由放大、調零電路放大到適合數字量。
3.根據權利要求
1所述的建築物垂直度測試儀，其特徵在於模－數轉換電路〔2〕上包括有積分器A5、積分電容C1、積分電阻R20、二極體D4D3和計數控制門T1、Y1。
4.根據權利要求
1所述建築物垂直度測試儀，其特徵在於清零電路〔5〕，清零電路有三組，觸發器清零、計數器清零、積分器清零。
5.根據權利要求
4所述的建築物垂直度測試儀，其特徵在於積分清零電路〔5〕在積分時清零一撤出，時鐘脈衝的上跳沿使D觸發器
Q輸出低電位，從而Y2輸出高電壓，Y3輸出低電位，此時T2截止，T4飽和，T3截止。
6.根據權利要求
1所述的建設物垂直度測試儀，其特徵在於前傾、後傾燈電路〔3〕採用模－數轉換電路〔2〕亮燈電路先動作，並發出信號，關閉不應亮燈電路。
7.根據權利要求
1所述的建築物垂直度測試儀，其特徵在於超二十指示燈電路〔3〕採用J－K觸發器，十位數用的雙D觸發器Q端開關、關門信號，用計數器的輸出端Oc作觸發信號。
專利摘要
本實用新型是一種建築物的垂直度測試儀。現有的垂直度測試儀，一般採用機械指針式或用更老的錘線板。其精度差，操作麻煩，或易受外界影響。本實用新型的特徵是在角筒下部中央，設置重錘。通過重錘重量，帶動檔板遮檔光線。由光轉換的電信號，具有放大作用。經放大、調零的電信號，再轉換成數字量，變成數碼顯示。由於擺錘擺動的位置不同，則檔板遮檔光線的多少也不同，轉換成相應的電信號大小也不一樣。電信號與擺錘位移量相對應，且成線性。本實用新型的優點是操作簡便、數碼顯示、精度高。
文檔編號G01C9/00GK87204593SQ87204593
公開日1988年5月4日 申請日期1987年9月5日
發明者袁功梧 申請人:郴州市無線電廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan