[发明专利]电解液扇柱体形变倾角测试仪

说明书

本发明涉及角度检测领域，尤其涉及一种电解液扇柱体形变倾角测试仪，包括盛液器、安装体和信号处理装置；盛液器包括同轴的外圆柱体和内圆柱体；外圆柱体和内圆柱体之间构成盛液腔；盛液腔中注入电解液，其体积占有盛液腔容积的一半；在外圆柱体的轴截面上设置一绝缘隔离板，绝缘隔离板以内圆柱体母线、外圆柱体母线和外圆柱体的两个端面为边界；绝缘隔离板的前端设有第一左电极和第一右电极，绝缘隔离板的后端设有第二左电极和第二右电极；安装体下表面用于贴合被测平面，盛液器设于安装体，其中，绝缘隔离板与安装体下表面垂直；通过四个电阻组成桥臂，利用电阻的变化来测量倾角的变化。本发明结构构件少，成本低，操作便利，测量精度高。

技术领域

本发明涉及角度检测领域，尤其涉及一种电解液扇柱体形变倾角测试仪。

背景技术

在工农业生产和服务、科学研究及日常生活中，角度或倾斜度测量是时常需要的，例如在设备安装、机械加工、建筑施工和交通运输等领域。然而，目前角度测量仪普遍存在精度低或者性价比不高的缺点，本发明旨在解决该问题。

发明内容

本发明的目的是为了提供基于电学原理的自动化程度较高的倾角测试仪，达到在构件少、成本低和操作简便的约束条件下取得较高检测精度的设计目标。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案的基本思想为：将电解液注入扇柱体，物件倾斜造成电解液流动致使扇柱体形变，从而产生电阻的变化。本发明包括盛液器、安装体和信号处理装置；

盛液器包括同轴的外圆柱体和内圆柱体，外圆柱体为由前至后延伸且内部中空，内圆柱体设于外圆柱体内且延伸至盛液器前后两端，内圆柱体为绝缘体；外圆柱体和内圆柱体之间构成盛液腔；盛液腔中注入导电率一定的电解液，其体积占有盛液腔容积的一半；在外圆柱体的轴截面上设置一绝缘隔离板，绝缘隔离板以内圆柱体母线、外圆柱体母线和外圆柱体的两个端面为边界；绝缘隔离板的前端设有第一左电极和第一右电极，第一左电极和第一右电极位于绝缘隔离板左右两侧且位置对称，绝缘隔离板的后端设有第二左电极和第二右电极，第二左电极和第二右电极位于绝缘隔离板左右两侧且位置对称；盛液腔中电解液占有部分被绝缘隔离板分割成左腔和右腔；

安装体下表面用于贴合被测平面，盛液器设于安装体，其中，绝缘隔离板与安装体下表面垂直；

信号检测处理装置包括电桥式信号检测器、信号处理器和信号输出单元；电桥式信号检测器采用的是惠斯通电桥，包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂和第四桥臂，电源正极连接第一桥臂和第二桥臂后连接电源负极，电源正极连接第三桥臂和第四桥臂后连接电源负极，第一桥臂上设有固定电阻R₁，第二桥臂上设有固定电阻R₂，第三桥臂上设置连接第一左电极的第一左检测输入端和连接第二左电极的第二左检测输入端，第四桥臂上设置连接第一右电极的第一右检测输入端和连接第二右电极的第二右检测输入端；左腔和右腔所盛的电解液的横截面为扇形，其所盛的电解液形成扇柱体，绝缘隔离板左侧的第一左电极和第二左电极间形成可变电阻R_左，绝缘隔离板右侧的第一右电极和第二右电极间形成可变电阻R_右；第一桥臂和第二桥臂的中间节点为第一检测输出端，第三桥臂和第四桥臂的中间节点为第二检测输出端；

信号处理器的输入端连接于第一检测输出端和第二检测输出端；倾角θ为安装体下表面与水平面的夹角；电解液扇柱体的横截面积随倾角θ变化而变化，导致惠斯通电桥第一检测输出端和第二检测输出端之间的检测电压发生变化，电压经信号处理器采集处理后通过信号输出单元输出倾角θ测量结果。

按以上方案，所述信号处理器包括依次连接的信号调理器、模数变换器和微处理器；信号调理器的输入端连接于第一检测输出端和第二检测输出端；

信号调理器用于进行信号跟随、放大和滤波，其包括依次连接的跟随器、可变增益放大器和滤波器；

模数变换器用于进行二进制量化；

微处理器用于倾角θ检测。