[发明专利]船摇倾角测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量仪，尤其是涉及一种对倾斜角度进行测量的仪器，用于指示船舶横摇、纵摇角度的测量装置，涉及船舶自动化测量与控制领域。 

背景技术

船摇倾角测量仪主要应用于各种类型船舶的摇摆姿态角度测量，常规的船舶摇摆姿态角度的测量采用一种机械结构的倾斜仪实现，它的构造是由重力摆锤、转动轴承、刻度盘组成，如图1所示；倾斜仪的安装校准要求在船舶处于水平状态时进行，将倾斜仪垂直安装固定于船舶舱壁上，并确保摆锤指针指向刻度盘上的零位；由于倾斜仪的刻度盘固定安装在船舶舱壁上，当船舶发生倾斜时，刻度盘随着船舶舱壁一起转动，而摆锤在重力的作用下始终垂直指向水平面，摆锤指针指向的刻度即为船舶的倾斜角度。倾斜仪只能测量一个方向的倾斜角度，如果要测量船舶横摇、纵摇两个方向的倾斜角度，就要在横摇、纵摇两个方向分别安装倾斜仪，有的倾斜仪还带有最大值记录指针，用于记录最大倾角；这种机械结构的倾斜仪测量精度较差，安装校准比较麻烦，测量数据的读取采取人工读取刻度盘的方式，在环境光线较暗的条件下取法读取数据，由于测量数据只能靠人工读取，存在较大的读数误差，且测量数据无法与计算机联网来实现远程数据传输。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种能够同时对横摇与纵摇进行测量，且测量精度高，能够对测量数据进行远程操作的船摇倾角测量仪。

本发明的目的是这样实现的： 一种船摇倾角测量仪，所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路。

本发明船摇倾角测量仪，所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的PC0~PC5口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3~PD5口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口。

本发明船摇倾角测量仪，所述测量电路包含有三轴加速度计芯片，所述三轴加速度计芯片的型号为ADXL345，三轴加速度计芯片与微控制器通过SPI总线相连。

本发明船摇倾角测量仪，所述通讯电路采用MAX232串口通讯芯片，所述MAX232串口通讯芯片的9脚和10脚分别接入微控制器的30和31脚，所述MAX232串口通讯芯片的7脚和8脚分别接入串口接头。

本发明船摇倾角测量仪，所述测量仪还包含有按键电路，所述按键电路包含有两个按钮，两个按钮的一端分别接入微控制器的12和13脚，另一端接地，且两个按钮上均并联有电容。

本发明船摇倾角测量仪，所述测量仪还包含有电源电路，所述电源电路采用稳压芯片构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是一种基于三轴加速度计的数字显示船摇倾角测量仪，它能够准确测量、直观显示船摇倾角，具备远程数据传输功能，解决了机械结构倾斜仪测量船摇存在的精度差、读数不方便、数据无法远程传输的问题。

附图说明

图1为常规的倾斜仪结构图。

图2为本发明船摇倾角测量仪才采用的三轴加速度计测量倾角示意图。

图3为本发明船摇倾角测量仪的微控制器及动态显示电路图。

图4为本发明船摇倾角测量仪的三轴加速度计电路图。

图5为本发明船摇倾角测量仪的串口通信电路图。

图6为本发明船摇倾角测量仪的按键电路图。

图7为本发明船摇倾角测量仪的电源电路图。

图8为本发明船摇倾角测量仪的主程序流程图。

图9为本发明船摇倾角测量仪的外部输入中断流程图。

图10为本发明船摇倾角测量仪的定时器比较匹配中断流程图。

图11为本发明船摇倾角测量仪的引脚电平中断流程图。

具体实施方式

参见图3~11，本发明涉及的一种船摇倾角测量仪，所述测量仪包含有微控制器以及连接于微控制器上的测量电路、显示电路和通讯电路；

参见图3，所述微控制器的型号为ATMEGA48，所述显示电路为数码管动态显示模块，所述微控制器的PC0~PC5口分别经电阻后接入数码管动态显示模块的输入端，所述微控制器的PD3~PD5口分别驱动数码管动态显示模块三个位选端口（具体的讲，PD3~PD5分别通过对三极管Q1~Q3的控制实现对数码管动态显示模块的位选操作，本领域技术人员在本发明构思的启示下，通过其他方式进行的位选操作均在本专利的保护范围之内）；