本實(shí)用新型涉及一種用于幾何水準(zhǔn)測(cè)量的水準(zhǔn)尺，具體涉及一種可輔助鉛垂、并借以提高測(cè)量精度的水準(zhǔn)尺。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的水準(zhǔn)尺包括水準(zhǔn)尺桿體，水準(zhǔn)尺桿體上設(shè)置有圓水準(zhǔn)器，立尺員使用時(shí)需根據(jù)圓水準(zhǔn)器保證水準(zhǔn)尺桿體保持鉛垂。然而實(shí)際使用過(guò)程中，需要兩個(gè)立尺員分別操作兩個(gè)水準(zhǔn)尺，當(dāng)觀測(cè)員讀數(shù)時(shí)，立尺員可能會(huì)因?yàn)槟承┮蛩貙?dǎo)致水準(zhǔn)尺傾斜，此時(shí)根據(jù)兩水準(zhǔn)尺的傾斜情況得到不同誤差的測(cè)量結(jié)果。兩水準(zhǔn)尺的傾斜包括以下三種情況：

(1)前尺鉛垂，后尺傾斜，設(shè)后尺讀數(shù)為a，真實(shí)讀數(shù)為a′，前尺讀數(shù)為b，θ為水準(zhǔn)尺傾斜角，

則：a′＝a×cos(θ),

所以：Δh＝h_實(shí)-h_測(cè)＝(a′-b)-(a-b)＝a×(cos(θ)-1)。

(2)前尺傾斜，后尺鉛垂；設(shè)前尺讀數(shù)為a，真實(shí)讀數(shù)為b′，后尺讀數(shù)為a，θ為水準(zhǔn)尺傾斜角，

則：b′＝b×cos(θ),

所以：Δh＝h_實(shí)-h_測(cè)＝(a-b′)-(a-b)＝b×(1-cos(θ))。

(3)前后兩尺都傾斜，設(shè)后尺讀數(shù)為a，真實(shí)讀數(shù)為a′；設(shè)前尺讀數(shù)為b，真實(shí)讀數(shù)為b′；θ為水準(zhǔn)前尺傾斜角，θ′為水準(zhǔn)后尺傾角

則：a′＝a×cos(θ),b′＝b×cos(θ′),

所以：Δh＝h_實(shí)-h_測(cè)＝(a′-b′)-(a-b)＝a×(cos(θ)-1)+b×(1-cos(θ′))。

由上述可知，由水準(zhǔn)尺傾斜帶來(lái)的高差是關(guān)于水準(zhǔn)尺讀數(shù)和水準(zhǔn)尺傾斜角的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)水準(zhǔn)尺傾斜角度在一定的范圍時(shí)，對(duì)高差觀測(cè)影響較小，我們可以忽略不計(jì)，我們假定在(0°～α°)范圍時(shí)，水準(zhǔn)尺傾斜對(duì)觀測(cè)高差的影響可以忽略不計(jì)，當(dāng)水準(zhǔn)尺傾斜角度超過(guò)α°時(shí)，水準(zhǔn)尺傾斜對(duì)觀測(cè)高差有影響，這時(shí)需要立尺員及時(shí)調(diào)整水準(zhǔn)尺。但是立尺員在立尺過(guò)程中，一般水準(zhǔn)尺傾斜角度較大時(shí)，立尺人員才能發(fā)現(xiàn)，很難及時(shí)迅速的做出調(diào)整，降低了觀測(cè)的精度、提高了觀測(cè)誤差，不能滿(mǎn)足精度指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中立尺員使用水準(zhǔn)尺時(shí)常因無(wú)法一直觀察圓水準(zhǔn)器導(dǎo)致觀測(cè)誤差較大，測(cè)量精度低的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺。

本實(shí)用新型提供的一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺，包括水準(zhǔn)尺桿體，所述水準(zhǔn)尺桿體上設(shè)置有水平件，所述水平件包括圓水準(zhǔn)器。所述水平件還包括水平提醒裝置，所述水平提醒裝置包括傾角傳感器和三軸數(shù)字陀螺儀傳感器，傾角傳感器和三軸數(shù)字陀螺儀傳感器均連接有單片機(jī)的模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量模塊；所述單片機(jī)還連接有蜂鳴器和顯示屏。

優(yōu)選的，所述傾角傳感器為MMA7361傾角傳感器。

優(yōu)選的，一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺還包括立尺支架，所述立尺支架包括呈錐臺(tái)狀的支撐架，所述支撐架上設(shè)置有上通孔和下通孔，所述下通孔內(nèi)設(shè)置有橡膠圓環(huán)，所述上通孔上設(shè)置有多個(gè)向外延伸的螺孔，各螺孔上旋有調(diào)節(jié)螺絲。所述下通孔上設(shè)置有橡膠圓環(huán)，橡膠圓環(huán)彈性大，可以使水準(zhǔn)尺桿體緊固在下通孔上；所述上通孔的螺孔上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺絲，立尺員可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)水準(zhǔn)尺桿體的傾斜角度，并使調(diào)節(jié)好后的水準(zhǔn)尺桿體保持不動(dòng)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

上述一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺，立尺員使用時(shí)可以根據(jù)圓水準(zhǔn)器使水準(zhǔn)尺桿體保持鉛垂，當(dāng)觀測(cè)員進(jìn)行讀數(shù)或其它操作時(shí)，需保持水準(zhǔn)尺桿體盡可能鉛垂，若水準(zhǔn)尺桿體此時(shí)傾斜較大，水平提醒裝置中的蜂鳴器可以報(bào)警提示，以防止測(cè)量誤差大的狀況發(fā)生，也可讀數(shù)時(shí)同時(shí)讀取水準(zhǔn)尺桿體的傾斜角度，用于測(cè)量的數(shù)據(jù)處理。

附圖說(shuō)明

圖1是一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺的剖視圖。

圖2是圓水準(zhǔn)器的透視圖。

圖3是立尺支架的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

1圓水準(zhǔn)器；2氣泡；3蜂鳴器；4上通孔；41螺孔；5下通孔；6顯示屏；7三軸數(shù)字陀螺儀傳感器；8傾角傳感器；9單片機(jī)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本實(shí)用新型提供的一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺，包括水準(zhǔn)尺桿體，所述水準(zhǔn)尺桿體上設(shè)置有水平件，所述水平件包括圓水準(zhǔn)器1。水平件還包括水平提醒裝置，所述水平提醒裝置包括傾角傳感器8和三軸數(shù)字陀螺儀傳感器7，所述傾角傳感器8為MMA7361傾角傳感器，傾角傳感器8和三軸數(shù)字陀螺儀傳感器7均連接有單片機(jī)9的模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量模塊；所述單片機(jī)9還連接有蜂鳴器3和顯示屏6。

進(jìn)一步的，還包括立尺支架，所述立尺支架包括呈錐臺(tái)狀的支撐架，所述支撐架上設(shè)置有上通孔4和下通孔5。所述下通孔5內(nèi)設(shè)置有橡膠圓環(huán)，所述上通孔4上設(shè)置有多個(gè)向外延伸的螺孔41，各螺孔41上旋有調(diào)節(jié)螺絲。所述下通孔5上設(shè)置有橡膠圓環(huán)，橡膠圓環(huán)彈性大，可以使水準(zhǔn)尺桿體緊固在下通孔5上；所述上通孔4的螺孔41上設(shè)置有調(diào)節(jié)螺絲，立尺員可以通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲調(diào)節(jié)水準(zhǔn)尺桿體的傾斜角度，并使調(diào)節(jié)好后的水準(zhǔn)尺桿體保持不動(dòng)。

上述一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺，傾角傳感器8可以測(cè)量由地球引力作用或者物體運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度。傾角傳感器8采用了半導(dǎo)體表面微機(jī)械加工和集成電路技術(shù)，通過(guò)微機(jī)械加工技術(shù)在硅片上加工形成了一個(gè)機(jī)械懸臂，機(jī)械懸臂與相鄰的電極形成了兩個(gè)電容。由于加速度使得機(jī)械懸臂與兩個(gè)電極之間的距離發(fā)生變化，從而改變了兩個(gè)電容的參數(shù)，通過(guò)兩個(gè)電容的參數(shù)變化，形成了與加速度成正比的電壓輸出，傾角傳感器8體積小，重量輕。

所述水平提醒裝置還包括三軸數(shù)字陀螺儀傳感器7，可以有效的防止因溫漂產(chǎn)生的誤差。由于三軸數(shù)字陀螺儀傳感器7輸出的是物體的角速度，不會(huì)受到物體振動(dòng)影響，因此該信號(hào)中噪聲很小，物體的角度又是通過(guò)對(duì)角速度積分而得，這可進(jìn)一步平滑信號(hào)，從而使得角度信號(hào)更加穩(wěn)定，因此物體控制所需要的角度和角速度可以使用三軸數(shù)字陀螺儀傳感器7所得到的信號(hào)進(jìn)行求解。

上述一種可輔助鉛垂的水準(zhǔn)尺，立尺員使用時(shí)可以根據(jù)圓水準(zhǔn)器1使水準(zhǔn)尺桿體保持鉛垂，當(dāng)立尺員進(jìn)行讀數(shù)或其它操作時(shí)，保持水準(zhǔn)尺桿體不動(dòng)，如水準(zhǔn)尺桿體此時(shí)傾斜，水平提醒裝置中的蜂鳴器3可以報(bào)警提示，以防止測(cè)量誤差大的狀況發(fā)生；也可讀數(shù)時(shí)同時(shí)讀取水準(zhǔn)尺桿體的傾斜角度，防止測(cè)量誤差大的狀況發(fā)生。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。