[实用新型]一种球面电容式平面水平检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及传感、机械、仪表及制造技术，特指用于测量平面是否水平电子水平仪。

背景技术

传统的水平仪为气泡型水平仪，气泡型水平仪主要依靠气泡偏移水准器中间位置的偏移量来测量工件表面某一区域的不平度。其缺陷在于：气泡型水平仪对温度很敏感，随着温度的升高，气泡长度变化，气泡管内腔的尺寸也变化，导致仪器测量误差增大；其次，气泡型水平仪各工作面要在使用前要根据气泡的位置来判断水平仪的零位是否准确，且只能测量有限方向的水平程度，不能检测出倾斜的角度；再则，被测平面水平与否靠眼睛观测水准气泡相对与零位的偏离程度来获得，检测结果具有人为性。本专利设计一种球面电容式水平检测装置，为水平仪电子化创造条件。

发明内容

该实用新型解决传统气泡式水平仪灵敏度、精确度低，不能进行数字显示等不足。该实用新型由塑料球面（1）、固定电极A（2）、固定电极B（3）、固定电极C（4）、液态动电极（5）、底座（6）、电容转换电路（7）和单片机系统（8）组成；塑料球面（1）成空心球形，内部密封并装有一半容量的导电液形成液态动电极（5），塑料球面（1）外表面从纵向分成三等分球面，每三分之一球面镀上金属膜构成三个固定电极分别为固定电极A（2）、固定电极B（3）、固定电极C（4），三个固定电极之间相互绝缘、与液态动电极（5）构成三个可变电容；三个可变电容器连接到电容转换电路（7），处理电路连接到单片机系统（8）。底座（6）用于固定整个球面电容。塑料球面（1）成空心球，球面壁厚度均匀，当底座放置在水平平面时，三个电容器的容量相等，当底座倾斜时，三个电容器容量发生变化，位置低的面电容量增大，位置高的面电容量减小，从而判断平面水平。

该实用新型的有益效果是体积小，重量轻，安装方便。

附图说明

图1为结构示意图，图2为俯视图，图3为主视图，图4 电路方框图。图1～图4中，1为塑料球面、2为固定电极A、3为固定电极B、4为固定电极C、5为液态动电极、6底座、7为处理电路、8为单片机系统。

具体实施方式

该实用新型由塑料球面（1）、固定电极A（2）、固定电极B（3）、固定电极C（4）、液态动电极（5）、底座（6）、电容转换电路（7）和单片机系统（8）组成；塑料球面（1）成空心球形，球面壁厚度均匀，内部密封并装有一半容量的导电液形成液态动电极（5），塑料球面（1）外表面从纵向分成三等分球面，每三分之一球面镀上金属膜构成三个固定电极分别为固定电极A（2）、固定电极B（3）、固定电极C（4），三个固定电极之间相互绝缘、与液态动电极（5）构成三个可变电容；三个可变电容器连接到电容转换电路（7），处理电路连接到单片机系统（8）。底座（6）用于支撑整个球面电容，当底座放置在水平平面时，三个电容器的容量相等，当底座倾斜时，三个电容器容量发生变化，位置低的面电容量增大，位置高的面电容量减小，从而判断平面水平。

本实施例中，电容转换电路（7）为两片电容数字转换芯片AD7150，直接将三个电容器的容量转换成数字值，由单片机系统（8）读取结果，并在单片机中计算出电容值。单片机通过三个电容值的大小可计算出底座（6）所在平面倾斜角度。

本实施例中，单片机系统（8）包括单片机、单片机复位电路、晶振、按键和显示器，单片机采用STC12LE4052，采用+3.3V电源供电。

本实施例中，塑料球面（1）的外直径为20mm，塑料球面壁厚为0.5mm，球内导电液采用水银。