[实用新型]多功能电子轨道水平仪

权利要求书

1、多功能电子轨道水平仪，其特征在于：包括整体尺架(5)、系统控制单元(6)、提手(7)、存储插口(8)、键盘插口(9)、显示数码管(10)、探头(11)、传感器(12)，系统控制单元(6)安装在整体尺架(5)内，显示数码管(10)、存储插口(8)、键盘插口(9)安装在整体尺架(5)上，探头(11)、传感器(12)通过螺钉固定在电机导轨(4)下方。

2、根据权利要求1所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：整体尺架(5)包括绝缘垫(2)、步进电机(3)、电机导轨(4)，整体尺架(5)通过绝缘垫(2)放置于火车轨道(1)上。

3、根据权利要求1所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：传感器(12)采用电子差动电容式倾角传感器和反射式光纤位移传感器。

4、根据权利要求1所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：系统控制单元(6)包括水平传感器信号、转距传感器信号、信号调理电路、微处理器、键入单元、存储单元、显示单元，水平传感器信号、转距传感器信号通过信号调理电路与微处理器相连，键入单元连接微处理器，微处理器与存储单元、显示单元相连。

5、根据权利要求4所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：水平传感器信号包括：精密波形发生器U1、前置放大器U2、高阻抗缓冲放大器U3、放大器U4、线性温度传感器U5、放大器U6、放大器U7、12位A/D变换器U8、微处理器U9、数码管DS1-DS8、晶体管Y1、电阻R1-R26、可调电阻RT1-RT3、电容C1-C12、稳压二极管D1、D2，精密波形发生器U1的7、8脚相连，4、5脚分别通过电阻R1、R2与可调电阻RT1相连，6脚接高电平VCC，10脚通过电容C1接地，11脚接地；精密波形发生器U1的12脚连接电阻R5的1脚，电阻R5的2脚通过电阻R6接高电平VCC，3脚接地；精密波形发生器U1的1脚连接电阻R3的1脚，电阻R5的3脚通过电阻R4接地，3脚接高电平VCC；精密波形发生器U1的2脚通过可调电阻RT1与前置放大器U2的2脚相连；前置放大器U2的3脚通过电阻R7接地；前置放大器U2的1脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA1，并通过电阻R8接地；前置放大器U2的14脚接高电平VCC，7脚接地；水平传感器信号通过电阻R9、R10及电容C4以及电容C2、C3、稳压二极管D1和电阻R11接地，对其信号进行滤波、整形后输入到高阻抗缓冲放大器U3的5脚；高阻抗缓冲放大器U3的12、1脚之间连接有电阻R13，且12脚接高电平VCC，1脚通过电容C7接地；高阻抗缓冲放大器U3的9、10脚之间连接有电阻R12，且9脚通过电容C5接地；高阻抗缓冲放大器U3的1脚通过电容C6、电阻R14与放大器U4的3脚相连；放大器U4的3脚通过电阻R15接高电平VCC，放大器U4的2脚通过电阻R16接地，5脚接负高电平-VCC，7脚通过电容C8接地；放大器U4的6脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA2。

6、根据权利要求4所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：转距传感器信号包括：线性温度传感器U5、放大器U6及其外围器件构成阻容电桥电路，线性温度传感器U5的2脚接高电平VCC，4脚接地；线性温度传感器U5的6脚连接电阻R17的3脚，并通过电阻R19、R20与放大器U6的3脚相连；线性温度传感器U5的5脚连接电阻R17的1脚；电阻R17的2脚接地；线性温度传感器U5的3脚通过电阻R18与放大器U6的3脚相连，并通过可调电阻RT3接地；线性温度传感器U5的2脚、1脚之间连接有电阻R21；线性温度传感器U5的1脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA3。

7、根据权利要求4所述多功能电子轨道水平仪，其特征在于：系统控制单元6由精密波形发生器U1、前置放大器U2、高阻抗缓冲放大器U3、放大器U4、U6、U7、线性温度传感器U5、12位A/D变换器U8、微处理器U9、数码管DS1-DS8、晶体管Y1、电阻R1-R26、可调电阻RT1-RT3、电容C1-C12、稳压二极管D1、D2组成；其中：由精密波形发生器U1和前置放大器U2及外围器件组成激励源电路，以消除电压波动对水平传感器的影响，精密波形发生器U1的7、8脚相连，4、5脚分别通过电阻R1、R2与可调电阻RT1相连，6脚接高电平VCC，10脚通过电容C1接地，11脚接地；精密波形发生器U1的12脚连接电阻R5的1脚，电阻R5的2脚通过电阻R6接高电平VCC，3脚接地，精密波形发生器U1的1脚连接电阻R3的1脚，电阻R5的3脚通过电阻R4接地，3脚接高电平VCC，精密波形发生器U1的2脚通过可调电阻RT1与前置放大器U2的2脚相连，前置放大器U2的3脚通过电阻R7接地，前置放大器U2的1脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA1，并通过电阻R8接地，前置放大器U2的14脚接高电平VCC，7脚接地；由高阻抗缓冲放大器U3和及其外围器件组成水平信号采集放大电路，通过二级信号放大，信号具有比较高的带宽、低输入偏置电流等优点，水平信号通过电阻R9、R10及电容C4以及电容C2、C3、稳压二极管D1和电阻R11接地，对其信号进行滤波、整形后输入到高阻抗缓冲放大器U3的5脚，高阻抗缓冲放大器U3的12、1脚之间连接有电阻R13，且12脚接高电平VCC，1脚通过电容C7接地，高阻抗缓冲放大器U3的9、10脚之间连接有电阻R12，且9脚通过电容C5接地，高阻抗缓冲放大器U3的1脚通过电容C6、电阻R14与放大器U4的3脚相连，放大器U4的3脚通过电阻R15接高电平VCC，放大器U4的2脚通过电阻R16接地，5脚接负高电平-VCC，7脚通过电容C8接地，放大器U4的6脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA2；由线性温度传感器U5、放大器U6及其外围器件构成阻容电桥电路，对其采集信号进行温度补偿，抑制温度的影响，线性温度传感器U5的2脚接高电平VCC，4脚接地，线性温度传感器U5的6脚连接电阻R17的3脚，并通过电阻R19、R20与放大器U6的3脚相连，线性温度传感器U5的5脚连接电阻R17的1脚，电阻R17的2脚接地，线性温度传感器U5的3脚通过电阻R18与放大器U6的3脚相连，并通过可调电阻RT3接地，线性温度传感器U5的2脚、1脚之间连接有电阻R21，线性温度传感器U5的1脚输入到12位A/D变换器U8的模拟通道VA3；以上3路信号分别接入12位A/D变换器U8的3路模拟通道，保证3路信号的同时采样及稳定性，3路采样信号经12位A/D变换器U8转换后送入微处理器U9的P10、P11、P50脚进行处理输出。由放大器U7及其外围器件组成轨距信号采集放大电路，轨距信号通过电阻R22、R23及电容C11以及电容C9、C10、稳压二极管D2和电阻R24接地，对其信号进行滤波、整形后输入到放大器U7的3脚，高阻抗缓冲放大器U3的12、1脚之间连接有电阻R13，且12脚接高电平VCC，1脚通过电容C7接地，放大器U7的3脚通过电阻R25接高电平VCC，放大器U7的2脚通过电阻R26接地，5脚接负高电平-VCC，7脚通过电容C12接地；放大器U7的6脚输入到微处理器U9的P51脚进行处理输出，微处理器U9采用NEC公司78k0系列的一种8位微处理单片机，微处理器U9采集到信号后，对其进行存储、显示的输出处理，微处理器U9的X1、X2脚之间连接有晶体管Y1，并分别通过电容C13、C14接地；微处理器U9的V_DD脚接高电平VCC，并通过电容C15接地；微处理器U9的Vss脚接地；微处理器U9的TXD6、RXD6脚与存储单元连接，对其处理信号进行存储备份，微处理器U9的P40-P47、P60-P67脚分别于数码管DS1-DS4、DS5-DS8，对其处理信号进行实时显示。