專利名稱：角度測量儀及測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量領(lǐng)域，特別涉及一種角度測量儀及測量方法。
背景技術(shù)：
在曰常生活及工業(yè)建設(shè)中，人們經(jīng)常需要使用角度測量儀測量某一夾角的 角度。現(xiàn)有的一種角度測量儀包括轉(zhuǎn)動部和底座，底座和轉(zhuǎn)動部分別固定刻度 盤和指針，轉(zhuǎn)動部和底座分別固定一激光發(fā)射器，激光發(fā)射器能夠發(fā)出激光。
使用該角度測量儀測量待測夾角時，轉(zhuǎn)動角度測量儀轉(zhuǎn)動部，轉(zhuǎn)動部上固定的 激光發(fā)射器隨之轉(zhuǎn)動并發(fā)射出激光，底座上的激光發(fā)射器也發(fā)射出激光，兩束 激光之間形成與待測夾角相應(yīng)的夾角。轉(zhuǎn)動部上的指針隨轉(zhuǎn)動部的轉(zhuǎn)動，在刻 度盤上指示一角度值，該角度值反映待測夾角的角度。當(dāng)兩激光發(fā)射器發(fā)出的
激光重合或呈0。角時，指針指向刻度盤的0°位置。但現(xiàn)有角度測量儀采用機械
方式測量和讀數(shù)，誤差較大，測量精確度不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種角度測量儀和角度測量方法，以減少誤差、 提高測量精確度。 .
本發(fā)明所述的角度測量儀，包括轉(zhuǎn)動部和底座，所述轉(zhuǎn)動部和底座之間為 轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)動部和底座分別設(shè)置有光線發(fā)射器，所述角度測量儀還包括
傳感模塊、控制模塊和顯示模塊；所述傳感模塊與轉(zhuǎn)動部和底座相連接，用于 根據(jù)轉(zhuǎn)動部與底座之間的轉(zhuǎn)動角度產(chǎn)生電信號，并將該電信號發(fā)送至控制模塊； 所述控制模塊與傳感模塊電連接，用于將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值并發(fā)送至顯 示模塊；所述顯示模塊與控制模塊電連接，用于對角度測量值進行顯示。
優(yōu)選地，所述角度測量儀還包括至少一水平顯示裝置和/或至少一水平調(diào) 節(jié)裝置；所述水平顯示裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)動部的頂部，用于顯示所述角度測量儀是 否水平放置；所述水平調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在底座上調(diào)節(jié)所述角度測量儀，^f吏所述角 度測量儀水平放置。
優(yōu)選地，所述角度測量儀還包括方向感應(yīng)模塊，所述方向感應(yīng)模塊與控制 模塊電連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的方向產(chǎn)生方向信號；所述控制模塊根據(jù)方向信號控制顯示模塊顯示角度測量值的方向。
為更好地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明還提供一種角度測量方 法，通過使用角度測量儀實現(xiàn)對角度的測量，所述角度測量儀包括轉(zhuǎn)動部、底
座、傳感模塊、控制模塊和顯示模塊；還包括步驟 步驟S1、轉(zhuǎn)動部相對底座轉(zhuǎn)動，形成測量夾角；
步驟S2、傳感模塊根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，并將該電信號傳輸 至控制模塊；
步驟S3、控制模塊將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值，并將該角度測量值發(fā)送至 顯示模塊；
步驟S4、顯示模塊對角度測量值進行顯示。 其中，所述步驟S3進一步包括步驟
步驟S31、轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動，方向感應(yīng)模塊根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的方向產(chǎn)生方向信號； 步驟S32、控制模塊根據(jù)方向信號控制顯示模塊顯示角度測量值的方向。 在本發(fā)明提供的角度測量方法中，所述步驟S32進一步包括步驟所述控
制模塊根據(jù)方向信號的變化，實現(xiàn)對方向信號的識別，并根據(jù)方向信號的變化
調(diào)整顯示模塊顯示角度值的顯示方向。
本發(fā)明通過釆用機電轉(zhuǎn)化方式測量角度，并將測量角度通過液晶顯示屏或
數(shù)碼管進行顯示，比單純采用機械方式測量角度結(jié)果更加精確。


圖l是本發(fā)明角度測量儀第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明角度測量儀第一實施例的電路示意圖3是本發(fā)明角度測量儀第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明角度測量儀第二實施例的底座的底部結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明角度測量儀第三實施例的電路示意圖； .
圖6是本發(fā)明角度測量儀第四實施例的底部結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實施例角度測量方法的流程示意圖。
本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供的角度測量儀，通過機電轉(zhuǎn)化方式測量角度，并將測量角度通過液晶顯示屏或數(shù)碼管進行顯示，可大大提高測量角度的精確度。 下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述。 實施例一
如圖1所示，本實施例的角度測量儀包括轉(zhuǎn)動部202和底座201,轉(zhuǎn)動部 202與底座201之間為轉(zhuǎn)動連接。轉(zhuǎn)動部202設(shè)置有第一光線發(fā)射器204，與轉(zhuǎn) 動部202的相對位置固定，隨著轉(zhuǎn)動部202轉(zhuǎn)動；底座201設(shè)置有第二光線發(fā) 射器203,與底座201的相對位置固定；當(dāng)?shù)谝还饩€發(fā)射器204隨著轉(zhuǎn)動部202 轉(zhuǎn)動一個角度后，第一光線發(fā)射器204與第二光線發(fā)射器203分別發(fā)射出的激 光形成與轉(zhuǎn)動部202轉(zhuǎn)動的角度相應(yīng)的測量夾角。
如圖2所示，本發(fā)明第一實施例的電路示意圖，為了測量角度更加精確， 本實施例的角度測量儀還包括傳感模塊101、控制模塊102和顯示模塊103，傳 感模塊101與控制模塊102電連接，將轉(zhuǎn)動部202與底座201之間的轉(zhuǎn)動角度 轉(zhuǎn)化為電信號并發(fā)送至控制模塊102,控制模塊102將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值 并發(fā)送至顯示模塊103，顯示模塊103設(shè)置在轉(zhuǎn)動部202的頂部，對角度測量值 進行顯示。
傳感模塊101采用線性電位器，線性電位器包括基底環(huán)片，基底環(huán)片上設(shè) 置有電刷。基底環(huán)片中具有兩條同心導(dǎo)電環(huán)帶， 一條導(dǎo)電環(huán)帶作為線性電阻環(huán)， 另一條導(dǎo)電環(huán)帶作為分壓取值電阻?；篆h(huán)片與底座201相連，電刷與轉(zhuǎn)動部 202相連，轉(zhuǎn)動部202轉(zhuǎn)動時，帶動電刷在基底環(huán)片上轉(zhuǎn)動相應(yīng)角度，改變線性 電位器的電阻，進而產(chǎn)生相應(yīng)電壓。傳感模塊101將產(chǎn)生的電壓發(fā)送至控制模 塊102?？刂颇K102接收傳感模塊101發(fā)送的與被測角度具有對應(yīng)關(guān)系的電壓 值，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換形成對應(yīng)的角度測量值。顯示模塊103根據(jù)控制模塊102輸出 的角度測量值進行顯示。
根據(jù)需要，傳感模塊101還可采用電容傳感器、光電或光柵傳感器、電磁 耦合傳感器等。采用電位傳感器實現(xiàn)傳感模塊101，電位傳感器輸出電壓隨角度 變化而變化，控制模塊102做模數(shù)轉(zhuǎn)換運算，計算角度測量值；采用電容傳感 或容柵傳感器實現(xiàn)傳感模塊101，電容傳感或容柵傳感器的輸出電容隨旋轉(zhuǎn)角度 變化而變化，電容變化可轉(zhuǎn)換為電壓變化或頻率變化，控制模塊102做模數(shù)轉(zhuǎn) 換或頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字的運算，計算角度測量值；采用光電傳感或光柵傳感器實 現(xiàn)傳感模塊101,光電傳感或光柵傳感器的輸出脈沖信號隨旋轉(zhuǎn)角度變化而變 化，控制模塊102對脈沖信號計數(shù)，產(chǎn)生角度測量值；采用電磁耦合傳感器實 現(xiàn)傳感模塊IOI，電磁耦合傳感器輸出電磁場隨旋轉(zhuǎn)角度變化而變化，電容變化 可轉(zhuǎn)換電壓變化或頻率變化，控制模塊102檢測電壓變化量或頻率變化量并運 算產(chǎn)生角度測量值結(jié)果。實施例二
為了更好的實現(xiàn)角度測量儀對水平面上的物體進行角度測量，本發(fā)明在第 一實施例的基礎(chǔ)上提供第二實施例。
如圖3和圖4所示，角度測量儀還包括水平顯示裝置和水平調(diào)節(jié)裝置。水 平顯示裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)動部202的頂部，包括第一水平水泡盒206和第二水平水 泡盒207,第一水平水泡盒206與第二水平水泡盒207之間可以相互垂直，或者 呈一角度。這里的第一水平水泡盒206與第二水平水泡盒207也可采用水平水 銀泡盒替代。
本實施例采用三組水平調(diào)節(jié)裝置，第一組水平調(diào)節(jié)裝置包括第一旋鈕208 和第一支撐腳210,第二組水平調(diào)節(jié)裝置包括第二旋鈕209和第二支撐腳211， 第三組水平調(diào)節(jié)裝置包括第三旋鈕(圖中未示)和第三支撐腳212，第一旋鈕 208、第二旋確丑209和第三旋鈕(圖中未示)設(shè)置在底座201上，第一支撐腳210、 第二支撐腳211和第三支撐腳212設(shè)置在底座201的底部。第一旋鈕208與第 一支撐腳210螺紋連接控制第一支撐腳210伸縮，第二旋鈕209與第二支撐腳 211螺紋連接控制第二支撐腳211伸縮，第三旋鈕(圖中未示)與第三支撐腳 212螺紋連接控制第三支撐腳212伸縮。在對被測物體進行測量角度時，轉(zhuǎn)動部 202的頂部的第一水平水泡206盒和第二水平水泡207盒可供^f吏用者觀察角度測 量儀放置的平面是否水平，當(dāng)水泡在第一水平水泡盒206的中間，水泡在第二 水平水泡盒207的中間時，表明角度測量儀水平放置；當(dāng)水泡不在水平水泡盒 的中間時，表明角度測量儀并未水平放置，旋轉(zhuǎn)第一旋鈕208、第二旋鈕209和 第三旋鈕(圖中未示)，調(diào)解第一支撐腳210、第二支撐腳211和第三支撐腳212 分別伸縮，直到水泡位于第一水平水泡盒206的中間，水泡位于第二水平水泡 盒207的中間，角度測量儀水平放置。第一水平水泡盒206和第二水平水泡盒 207還可以設(shè)置在轉(zhuǎn)動部202的側(cè)部。水平調(diào)節(jié)裝置的組數(shù)還可以是一組、兩組、 四組或者四組以上。
實施例三
為了方便使用者觀察角度測量儀測量所測量的值，本發(fā)明在第一實施例電 路基礎(chǔ)上進行改進，從而提供第三實施例。
如圖5所示，本角度測量儀還包括方向感應(yīng)模塊104,方向感應(yīng)模塊104與 控制模塊102電連接；轉(zhuǎn)動部202轉(zhuǎn)動，方向感應(yīng)模塊104才艮據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的 方向產(chǎn)生方向信號，并將方向信號傳輸至控制模塊102，控制模塊102根據(jù)方向 信號的變化，從而調(diào)整顯示模塊103顯示角度測量值的方向，從而方便用戶觀 察。本實施例其他部件或者模塊與前述實施例類似，故不贅述。實施例四
用戶在測量角度時，可能會將角度測量儀放置在墻面、立柱等直立面上。 為了方便用戶使用角度測量儀，本發(fā)明提出第四實施例。
如圖6所示，本實施例的角度測量儀還包括固定模塊(圖中未示)，固定模
塊設(shè)置在底座201上。固定模塊包括第一固定環(huán)213、第二固定環(huán)214和第三固 定環(huán)215,第一固定環(huán)213、第二固定環(huán)214和第三固定環(huán)215活動連接在底座 201的底部，能夠伸縮。第一固定環(huán)213、第二固定環(huán)214和第三固定環(huán)215能 夠通過懸掛等方式將角度測量儀固定，使用戶能夠穩(wěn)定的測量角度。
在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例提供一種角度測量方法，從而使測量的 角度值更為準(zhǔn)確。如圖7所示，該實施例所提供的角度測量方法包括以下步驟
步驟Sl 、轉(zhuǎn)動部202根據(jù)用戶操作相對底座201轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動部202上 的第一光線發(fā)射器204和底座201上的第二光線發(fā)射器203所發(fā)射出的光線之 間形成測量夾角；
步驟S2、傳感模塊101根據(jù)轉(zhuǎn)動部202相對底座201轉(zhuǎn)動產(chǎn)生相應(yīng)的電信 號，并將該電信號傳輸至控制模塊102;
步驟S3、控制模塊102將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值，并將該角度測量值發(fā) 送至顯示模塊103;
步驟S4、顯示模塊103對角度測量值進行顯示。
其中，所述步驟S3進一步包括以下步驟
步驟S31、方向感應(yīng)^t塊10財艮據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的方向產(chǎn)生方向信號； 步驟S32、控制模塊102根據(jù)方向信號控制顯示模塊103顯示角度測量值的 方向。
其中步驟S32進一步包括所述控制模塊102檢測方向信號的變化，從而 實現(xiàn)對方向信號的識別，并根據(jù)方向信號調(diào)整顯示模塊103顯示角度值的顯示 方向。
以上實施例中，第一光線發(fā)生器204和第二光線發(fā)射器203可釆用激光發(fā) 射器、紅外線發(fā)射器或其他光線發(fā)射器?？刂颇K102可以采用DSP、 FPGA、 MCU、 ARM或其他可編程模塊實現(xiàn)。顯示模塊103采用液晶顯示屏205、 LCD 或數(shù)碼管，用電數(shù)字的形式顯示角度測量值。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡 是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間 接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種角度測量儀，包括轉(zhuǎn)動部和底座，所述轉(zhuǎn)動部和底座之間為轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)動部和底座分別設(shè)置有光線發(fā)射器，其特征在于，還包括傳感模塊、控制模塊和顯示模塊；所述傳感模塊與轉(zhuǎn)動部和底座相連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)動部與底座之間的轉(zhuǎn)動角度產(chǎn)生電信號，并將該電信號發(fā)送至控制模塊；所述控制模塊與傳感模塊電連接，用于將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值并發(fā)送至顯示模塊；所述顯示模塊與控制模塊電連接，用于對角度測量值進行顯示。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角度測量儀，其特征在于，還包括 至少一水平顯示裝置和/或至少一水平調(diào)節(jié)裝置；所述水平顯示裝置設(shè)置在轉(zhuǎn)動部的頂部，用于顯示所述角度測量儀是否 水平放置；所述水平調(diào)節(jié)裝置設(shè)置在底座上調(diào)節(jié)所述角度測量儀，使所述角度測量 儀水平放置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的角度測量儀，其特征在于，所述水平調(diào)節(jié)裝置 包括旋鈕和支撐腳，所述旋鈕設(shè)置在底座上，所述支撐腳設(shè)置在底座的底部， 所述旋鈕控制支撐腳伸縮。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的角度測量儀，其特征在于，還包括 至少一固定裝置，所述固定裝置設(shè)置在底座上，用于使角度測量儀固定；所述固定裝置是活動連接在底座底部的固定環(huán)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的角度測量儀，其特征在于，還包括 方向感應(yīng)模塊，所述方向感應(yīng)模塊與控制模塊電連接，用于根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的方向產(chǎn)生方向信號；所述控制模塊根據(jù)方向信號控制顯示模塊顯示角 度測量值的方向。
6、 一種角度測量方法，其特征在于，通過使用角度測量儀實現(xiàn)對角度的 測量，所述角度測量儀包括轉(zhuǎn)動部、底座、傳感模塊、控制模塊和顯示模塊； 還包括步驟步驟S1、轉(zhuǎn)動部相對底座轉(zhuǎn)動，形成測量夾角；步驟S2、傳感模塊根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，并將該電信號傳輸至控制模塊；步驟S3、控制模塊將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值，并將該角度測量值發(fā)送 至顯示模塊；步驟S4、顯示模塊對角度測量值進行顯示。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的角度測量方法，其特征在于，所述步驟S1進一 步包括步驟所述轉(zhuǎn)動部相對底座轉(zhuǎn)動，所述轉(zhuǎn)動部上的光線發(fā)射器和底座上的光線 發(fā)射器所發(fā)射出的光線之間形成測量夾角。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的角度測量方法，其特征在于，還包括步驟S3 進一步包括步驟步驟S31 、所述角度測量儀上的方向感應(yīng)模塊根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動的方向產(chǎn)生 方向信號；步驟S32、控制模塊根據(jù)方向信號控制顯示模塊顯示角度測量值的方向。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的角度測量方法，其特征在于，所述步驟S32進 一步包括步驟所述控制模塊根據(jù)方向信號的變化，實現(xiàn)對方向信號的識別，并根據(jù)方 向信號的變化調(diào)整顯示模塊顯示角度值的顯示方向。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種角度測量儀，包括轉(zhuǎn)動部、底座、傳感模塊、控制模塊和顯示模塊，所述轉(zhuǎn)動部和底座之間為轉(zhuǎn)動連接，所述轉(zhuǎn)動部和底座分別設(shè)置有光線發(fā)射器，所述傳感模塊與轉(zhuǎn)動部和底座相連接；所述控制模塊與傳感模塊電連接；所述顯示模塊與控制模塊電連接。本發(fā)明還提供一種角度測量方法，包括步驟轉(zhuǎn)動部相對底座轉(zhuǎn)動，形成測量夾角；傳感模塊根據(jù)轉(zhuǎn)動部轉(zhuǎn)動產(chǎn)生相應(yīng)的電信號，并將該電信號傳輸至控制模塊；控制模塊將電信號轉(zhuǎn)化為角度測量值，并將該角度測量值發(fā)送至顯示模塊；顯示模塊對角度測量值進行顯示。本發(fā)明能有效提高角度測量儀角度測量的精確度。
文檔編號G01D5/00GK101561264SQ20081009046
公開日2009年10月21日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月16日
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