高精度全方位電子水平儀的研究.pdf

1、水平儀從過去簡單的氣泡水平儀到現(xiàn)在的電子水平儀已經(jīng)歷經(jīng)多次更新。作為一種通用工具它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、地質(zhì)勘探、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要儀器。 目前國內(nèi)已有的水平儀不能很好的滿足生產(chǎn)和應(yīng)用的需求，國內(nèi)電子水平儀的生產(chǎn)和研制能力與國外相比相對(duì)落后。尤其是存在著智能化程度不高，對(duì)數(shù)據(jù)缺乏處理能力，無法一次性測量出被測面傾斜角和方位角等缺點(diǎn)。 本文在對(duì)電子水平儀進(jìn)行

2、設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，還對(duì)整個(gè)儀器系統(tǒng)的誤差進(jìn)行了分析，針對(duì)產(chǎn)生誤差的原因，提出了一系列的改進(jìn)措施，從而提高了儀器的精度，增強(qiáng)了儀器的實(shí)用性。 本文主要完成了以下幾部分工作： 1.對(duì)水平儀的測量原理進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分別推導(dǎo)了傳感器三點(diǎn)布置方式和兩點(diǎn)布置方式的算法，經(jīng)過比較后，采用了經(jīng)濟(jì)簡便的兩點(diǎn)布置方案。 2.對(duì)幾種位移傳感器進(jìn)行了比較，選擇了變極距型電容傳感器作為測量系統(tǒng)的傳感器。隨后，對(duì)電容檢測電路進(jìn)行了研究，采用運(yùn)

3、算放大器檢測電路作為電容-電壓的轉(zhuǎn)換電路，為了保證運(yùn)算放大器檢測電路的精度，采用電纜驅(qū)動(dòng)電路屏蔽外界的電磁干擾，設(shè)計(jì)了高精度的正弦波信號(hào)源作為運(yùn)算放大器的激勵(lì)源，設(shè)計(jì)了交直流濾波、交直流放大、限幅電路等保證運(yùn)算放大器的輸出信號(hào)的正確性。 3.采用ATMEL89C55WD作為微處理器，對(duì)單片機(jī)外圍電路如復(fù)位電路、按鍵電路、AD轉(zhuǎn)換電路、數(shù)碼顯示電路等進(jìn)行了設(shè)計(jì)和研制。 4.采用KEILC作為軟件編程工具，對(duì)按鍵服務(wù)程序、A