[发明专利]环形簧片扁化式倾斜角测试器及测试方法

说明书

本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种环形簧片扁化式倾斜角测试器及测试方法，本发明通过测量周长一定的椭圆的长半轴长度测量其所受拉伸力的大小，通过测量椭圆长轴方向测量所受拉伸力的方向；用一转杆绕椭圆长轴的一端点A旋转，转杆与椭圆存在两个接触点M₁和M₂，拉伸力的方向通过测量AM₁和AM₂的角平分线的方向获取，拉伸力的大小通过测量AM₁和AM₂的夹角进而代入并求解方程关于长半轴长度的方程f(a)＝0获取，簧片拉伸力F包含滑块重力在倾斜面上分力的大小和方向，获取与之正交的单位向量g，由其大小和滑块重力值可得到斜面与水平面的夹角根据g和得到在水平坐标系的斜面法线向量值，实现倾斜度测量。本发明测量精度高。

技术领域

本发明涉及角度检测技术领域，尤其涉及一种环形簧片扁化式倾斜角测试器及测试方法。

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一种环形簧片扁化式倾斜角测试器及测试方法，实现倾斜度检 测，检测精度较高，计算复杂度低，性价比高。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：环形簧片扁化式倾斜角测试器，包括信号 采集模块和控制处理模块；

信号采集模块包括底板、中柱、直流电机、转杆、簧片和滑块；圆柱形的中柱轴向固定 于底板上且接地，直流电机设于中柱上且直流电机的电机轴竖向设置，转杆水平设置且转杆 一端连接于直流电机电机轴，电机轴和转杆保持接地；簧片为置于底板上的环形结构且为金 属材质，滑块为圆柱状；中柱和滑块均设于环形簧片范围内；当底板发生倾斜，滑块向倾斜 方向滑动会对簧片形成拉伸力；环形簧片电连接于控制处理模块，环形簧片还连接一上拉电 阻后连接于电源；

控制处理模块用于通过直流电机驱动电路驱动直流电机电机轴转动进而驱动转杆转动， 当转杆与簧片不接触时，控制处理模块检测到高电平；当转杆转动至接触簧片时，控制处理 模块检测到低电平，低电平时获取簧片拉伸力F从而计算倾斜面的法线向量值。

按以上方案，控制模块包括微处理器、显示器、语音播放器和键盘，微处理器电连接于 簧片获取转杆接触簧片检测输入电平Uin进行斜面法线向量值的计算，显示器、语音播放器 和键盘均电连接于微处理器用于人机交互；微处理器还电连接于直流电机驱动电路驱动直流 电机转动。

按以上方案，测试器还包括机箱、隔板、面板、电子模块盒和电池盒；机箱为内部中空 的方形结构，隔板水平安装于机箱内用于将机箱内部分为上腔和下腔，底板置于机箱内下腔 中，机箱底面与底板平行，电子模块盒设于机箱内上腔中用于放置信号调理模块和控制模块， 电池盒也设于机箱内上腔中用于给系统供电，面板水平设于机箱内上腔上表面用于固定和开 放显示器、语音播放器和键盘。

按以上方案，所述滑块和中柱均为圆柱状结构且半径相同。

一种环形簧片扁化式倾斜角测试方法，采用上述环形簧片扁化式倾斜角测试器，测试方 法为：