一種球面電容式平面水平檢測傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電子技術、傳感技術、機械制造技術等領域，特別是一種球面電容式平面水平檢測傳感器。
【背景技術】
[0002]常用的水平儀種類有框式水平儀、鉗工水平儀及合象水平儀，它們都是以水準器作為測量和讀數(shù)元件。水準器是一種密封的玻璃管，管內(nèi)裝有粘滯系數(shù)較小的液體，并留有小氣泡，根據(jù)氣泡的位置來判斷水平儀是否水平。優(yōu)點是結構簡單，缺點是，受溫度影響、讀數(shù)不準確，且不能確定傾斜的具體角度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]該發(fā)明為解決現(xiàn)有水準儀的不足，設計一種半球形平面水平檢測裝置。該裝置包括塑料基架(I)、外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)、球面儲液腔(4)、液態(tài)電介質(5)、信號調理電路(6);塑料基架(I)的上面成球面形，下面成平面形；外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3 )、信號調理電路(6 )安裝在塑料基架(I)內(nèi)，外半球面電極(2 )在上層，內(nèi)半球面電極(3)在中層，信號調理電路(6)在下層；外半球面電極(2)與內(nèi)半球面電極(3)嵌套形成球面儲液腔(4)，球面儲液腔(4)內(nèi)盛放液態(tài)電介質(5)。球面儲液腔(4)內(nèi)存有氣泡。外半球面電極(2)包括電極A (2-1)、電極B (2-2)、電極C (2_3)、電極D (2_4);內(nèi)半球面電極(3)包括電極E (3-1)、電極F (3-2)、電極G (3_3)、電極H (3_4)，外半球面電極(2)的四個電極和內(nèi)半球面電極(3)的四個電極兩兩相對，分別構成四個電容器Cl、C2、C3、C4。信號調理電路(6)為二極管雙T型電路，由信號源、二極管、電阻和電容組成，C1、C3構成第一組二極管雙T型電路，C2、C4構成第二組二極管雙T型電路。
[0004]該發(fā)明的特點是電容結構和電路結構簡單、能檢測平面水平狀態(tài)。
【附圖說明】
[0005]圖1為發(fā)明機械結構截面圖，圖2為俯視圖，圖3為電路原理圖；
圖1和圖3中，I為塑料基架、2為外半球面電極、3為內(nèi)半球面電極、4為球面儲液腔、5為液態(tài)電介質、6為信號調理電路；
圖2中，2-1為電極A、2-2為電極B、2-3為電極C、2-4為電極D ;3-1為電極E、3_2為電極F、3-3為電極G、3-4電極H。
【具體實施方式】
[0006]該發(fā)明包括塑料基架(1)、外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)、球面儲液腔(4)、液態(tài)電介質(5)、信號調理電路(6);塑料基架(I)的上面成球面形，下面成平面形；外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)、信號調理電路(6)安裝在塑料基架(I)內(nèi)，外半球面電極(2)在上層，內(nèi)半球面電極(3)在中層，信號調理電路(6)在下層；外半球面電極(2)與內(nèi)半球面電極(3 )嵌套形成球面儲液腔(4 )，球面儲液腔(4 )內(nèi)盛放液態(tài)電介質(5 )。球面儲液腔(4 )內(nèi)存有氣泡，通過觀察氣泡位置，由人工也可以判斷水平情況。外半球面電極(2)包括電極A (2-1)、電極B (2-2)、電極C (2-3)、電極D (2_4);內(nèi)半球面電極(3)包括電極E (3-1),電極F (3-2)、電極G (3-3)、電極H (3_4)，外半球面電極(2)的四個電極和內(nèi)半球面電極
(3)的四個電極兩兩相對，分別構成四個電容器C1、C2、C3、C4。信號調理電路(6)為二極管雙T型電路，由信號源、二極管、電阻和電容組成，Cl、C3構成第一組二極管雙T型電路，C2、C4構成第二組二極管雙T型電路。
[0007]本實施例中，夕卜半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)的垂直投影直徑為30mm，夕卜半球面電極(2)的圓弧半徑為22mm，內(nèi)半球面電極(3)圓弧半徑為20mm，外半球面電極(2)與內(nèi)半球面電極(3)相距2mm。電極A (2_1)與電極E (3_1)構成電容Cl，電極B (2_2)與電極F (3-2)構成電容C2，電極C (2-3)與電極G (3_3)構成電容C3，電極D (2_4)與電極H (3-4)構成電容C4。
[0008]本實施例中，測量電路采用兩組二極管雙T型電路，第一組二極管雙T型電路包括二極管VD1、VD3，電阻R1、R3、RU，電容C1、C3和信號源Vs ;VD1、R1、C1構成一個T型，VD3、R3、C3構成另一個T型。第二組二極管雙T型電路包括二極管VD2、VD4，電阻R2、R4、Rl2,電容C2、C4和信號源Vs ;VD2、R2、C2構成一個T型，VD4、R4、C4構成另一個T型。信號源Vs為頻率為4000Hz的方波。
[0009]當塑料基架(I)水平放置時，球面儲液腔(4)內(nèi)的氣泡在半球面電極正中央，電容C1、C2、C3、C4的容量相等，兩組二極管雙T型電路的輸出電壓Ul和U2均為零；當塑料基架
(I)放在傾斜平面時，Cl、C2、C3、C4的容量發(fā)生變化，如果Cl Φ C3，Ul不為零，C2 Φ C4，U2不為零。通過觀測Ul和U2的電壓值來確定平面傾角的角度和方向。
【主權項】
1.一種球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征包括塑料基架(I)、外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)、球面儲液腔(4)、液態(tài)電介質(5)、信號調理電路(6);塑料基架(I)的上面成球面形，下面成平面形；外半球面電極(2)、內(nèi)半球面電極(3)、信號調理電路(6)安裝在塑料基架(I)內(nèi)，外半球面電極(2)在上層，內(nèi)半球面電極(3)在中層，信號調理電路(6)在下層；外半球面電極(2)與內(nèi)半球面電極(3)嵌套形成球面儲液腔(4)，球面儲液腔(4)內(nèi)盛放液態(tài)電介質(5)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是球面儲液腔(4)內(nèi)存有氣泡。3.根據(jù)權利要求1所述的一種球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是外半球面電極(2)包括電極A (2-1)、電極B (2-2)、電極C (2_3)、電極D (2_4);內(nèi)半球面電極(3)包括電極E (3-1)、電極F (3-2)、電極G (3-3)、電極H (3_4)，外半球面電極(2)的四個電極和內(nèi)半球面電極(3)的四個電極兩兩相對，分別構成四個電容器Cl、C2、C3、C4。4.根據(jù)權利要求1或3所述的一種球面電容式平面水平檢測傳感器，其特征是信號調理電路(6)為兩路二極管雙T型電路，由信號源、二極管、電阻和球面電容組成，C1、C3構成第一組二極管雙T型電路，C2、C4構成第二組二極管雙T型電路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種球面電容式平面水平檢測傳感器，包括塑料基架（1）、外半球面電極（2）、內(nèi)半球面電極（3）、球面儲液腔（4）、液態(tài)電介質（5）、信號調理電路（6）。外半球面電極（2）與內(nèi)半球面電極（3）之間構成球面儲液腔（4），球面儲液腔（4）內(nèi)盛放液態(tài)電介質（5），球面儲液腔（4）內(nèi)存有氣泡；外半球面電極（2）和內(nèi)半球面電極（3）各分為四個電極，兩兩相對，構成四個電容器，當塑料基架（1）水平時，四個電容值相等，當塑料基架（1）傾斜時，四個電容值發(fā)生變化，由此判定塑料基架（1）是否水平。
【IPC分類】G01C9/24
【公開號】CN105180901
【申請?zhí)枴緾N201510637603
【發(fā)明人】高海峽
【申請人】湖南科技學院
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月7日