[其他]倾斜测量装置

说明书

本发明涉及一种装置，特别是一种用于电子水准器或倾斜计的传感器，但不仅限于此。

光学水准器，更通常被称为汽泡水准器的，是众所周知的，它提供了一个表面是否水平的光学指示，它是根据在一个充满液体的小玻璃瓶中气泡总是处于小瓶中最高点的原理。管状小瓶略微呈弯曲，则当处于水平时，气泡总是处在平衡位置上。这种气泡水准器若被安装在适当的框架中，也可以用来指示一个表面是否为垂直的。

然而，除了一个十分有限的范围外，这种气泡水准器不能测量出偏离水平与垂直的偏差，而且由于水平或垂直的测量随使用者确定气泡位置的能力而定，用这种气泡水准器很难精确地读出测量结果。光线不好或视力不佳等因素显然将会影响测量结果。

在美国专利U.S.4，167，818中，Cantarella提出了一种电子气泡水准器，其中使用了一个部分充有一种导电液的膜盒。膜盒中安装了几个电极，电极之间的电阻取决于膜盒中液体的位置，而液体的位置又与膜盒的倾斜度有关。还有一个数字式读出装置，用来读出偏离水平或垂直的倾角。但是，这种水准器也仅仅在与水平或垂直的偏差超过一个限定角度范围才是有效的。

也曾提出了如EP35840所公开的电容式装置。EP35840的装置包括一个通常为柱状的膜盒，它部分的充有其介电常数与膜盒其余部分不同的液体。盒中装有4个电极，单独的一个第一电极安在膜盒的一个端面上，另外三个第二电极安在膜盒的另一端面上。包括三个振荡器的三个探测电路用来探测第一电极和三个第二电极之间的电容。但是，三个第二电极的每一个都需要一个单独的处理电路。由于每个处理电路都有各自的特性，所以也有必要对此加以补偿。这导致了制作成本的增加。

首先，按照本发明，提供了一种用于倾斜测量装置的传感器，它包括：

一个部分的充有液体的膜盒;

第一电极装置，它由安装在膜盒内的第一和第二电极构成，第一和第二电极在液体中相应的浸入程度反映了膜盒在第一角度范围内绕参考轴並与第一参考角相对应的倾角;

第二电极装置，它由安装在膜盒中的第三和第四电极构成，第三和第四电极在液体中相应的浸入程度反映了膜盒在第二个角度范围内绕参考轴並与第二参考角相对应的倾角。第二参考角与第一参考角不同;

第一和第二电极装置被安装成使得膜盒绕参考轴的任意倾角至少被包含在第一和第二角度范围之一中，第一和第二参考角是指在这些角度上第一和第二电极装置的电极分别基本相等地浸入在液体中。

其次，按照本发明，提供了一种由部分充有液体的膜盒构成的倾斜测量装置，膜盒中液体的位置表示膜盒绕一参考轴旋转的角度，一组电极被安装在膜盒中以在一个角度范围内检测所述的位置，一个激励源，一个探测电路和将电极按一组测量组态联接到探测电路和激励源上的开关装置，结果测出了一组表示所述位置的液体电学特性。

下面将以举例的方式，参照附图描述本发明的一个实施例，其中：

图1是构成本发明实施例一部分的传感器膜盒的透视图;

图2是图1沿Ⅱ-Ⅱ′平面的剖面图;

图3是图1沿Ⅲ-Ⅲ平面的截面图;

图4A和图4B是膜盒处于不同倾角时与图2相似的剖面图;

图5A和图5B是用于图1至图4中膜盒的探测电路的基本构成;

图6是探测电路的总装配框图;

图7表示图5所示电路的零位测量线路;

图8是图5至图7所示的测量电路用于测量可能的角度范围时的不同线路;

图9示出传感器的角度范围。

参照图1至图3，其中示出了总标号为1的倾角传感器。传感器由通常为园柱状的膜盒3构成。膜盒3由两个可啮合的、不导电、化学性能稳定的塑料模块5，7组成，最好由热塑性聚酯〔如VALOX等聚丁烯对苯二酸酯（PBT）〕加15-20%小玻璃珠构成以获得强度和稳定性。

模块5，7采用超声焊接焊在一起以保证熔接密封。模块5，7的端面9，11被作成具有一定厚度，以使得在膜盒3的压强变化的作用下可产生塑性形变，如下文所述。