一种电子罗盘及其应用的电子水平气泡仪制造技术

本实用新型专利技术涉及定向技术，提供了一种电子罗盘及其应用的电子水平气泡仪。所述电子水平气泡仪包括水平感测元件、运算单元和显示装置；所述水平感测元件根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将所述电信号输入运算单元；所述运算单元与水平感测元件相连，用于根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角；所述显示装置与运算单元相连，用于将运算单元计算出的倾角显示给用户。本实用新型专利技术的电子罗盘包含一个电子水平气泡仪，其根据对倾斜的感应，计算倾角并将倾角转换为直观的图像显示给用户，从而让使用者迅速掌握电子罗盘与水平面的偏差，从而可及时调整。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及定向
，更具体地说，涉及一种电子罗盘及其应用的电子水平气泡仪。
技术介绍
目前市场上多采用两轴式或者三轴式的电子罗盘。两轴式电子罗盘中，x轴、y轴各一颗磁场传感器，其材料成本相对较低，组建亦较为简单，在水平面可测得低误差的方位角，但倾斜时存在方位角误差较高的问题。而三轴式电子罗盘中，x轴、y轴和z轴各一颗磁场传感器，其精度与两轴式电子罗盘相比较高，但是材料成本与组建难度也较高。因此需要一种新的电子罗盘，能够在不增加成本的情况下降低误差，提高电子罗盘的精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种电子罗盘，旨在解决现有技术中的电子罗盘精度较低的问题。本技术的目的还在于提供一种应用于该电子罗盘中的电子水平气泡仪，以更好地解决现有技术中存在的问题。为了实现本技术目的，所述应用于电子罗盘中的电子水平气泡仪包括水平感测元件、运算单元和显示装置；所述水平感测元件根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将所述电信号输入运算单元；所述运算单元与水平感测元件相连，用于根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角；所述显示装置与运算单元相连，用于将运算单元计算出的倾角显示给用户。优选地，所述水平感测元件包括倾角芯片。优选地，所述倾角芯片进一步包括轴向传感器和振荡器；-->所述振荡器与各轴向的传感器相连，所述各轴向的传感器分别连接一个电荷放大器和电容，并分别连接到各轴向的输出端。优选地，所述各轴向包括：X轴向、Y轴向、Z轴向。优选地，所述运算单元进一步包括模数转换模块、倾角计算模块；所述模数转换模块用于对水平感测元件发送的电信号进行模数转换，并将得到的数字信号送入倾角计算模块；所述倾角计算模块与模数转换模块相连，利用一个倾角计算函数，计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角。优选地，所述倾角计算模块在计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角时，将地球重力场分量带入倾角计算函数。优选地，所述显示装置显示的项目包括：方位角、指示纵向倾角的电子气泡、指示横向倾角的电子气泡。优选地，当方位角误差超过阈值时，所述显示装置中显示的方位角数值为空。为了更好地实现本技术的目的，还提供了一种电子罗盘，所述电子罗盘包括一个电子水平气泡仪，所述电子水平气泡仪根据电子罗盘的倾斜状态产生对应的电信号，并根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角，以及将所述倾角显示给用户。优选地，所述电子水平气泡仪包括水平感测元件、运算单元和显示装置；所述水平感测元件根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将所述电信号输入运算单元；所述运算单元与水平感测元件相连，用于根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角；所述显示装置与运算单元相连，用于将运算单元计算出的倾角显示给用户。本技术的电子罗盘包含一个电子水平气泡仪，其根据对倾斜的感应，计算倾角并将倾角转换为直观的图像显示给用户，从而让使用者迅速掌握电子罗盘与水平面的偏差，从而可及时调整。附图说明图1是本技术的电子罗盘中应用的电子水平气泡仪的结构原理图；图2是本技术的一个实施例中水平感测元件的内部电路图；-->图3是本技术中电子水平气泡仪的显示装置及其所显示的状态示意图；图4是本技术的一个实施例中显示装置所显示的第一个状态示意图；图5是本技术的一个实施例中显示装置所显示的第二个状态示意图；图6是本技术的一个实施例中显示装置所显示的第三个状态示意图；图7是本技术的一个实施例中显示装置所显示的第四个状态示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本技术的电子罗盘包含一个电子水平气泡仪，该电子水平气泡仪包含水平感测元件、运算单元、显示装置，其中水平感测元件输出在倾斜状态下产生的对应的电信号。经由模拟数字转换后，运算单元计算出对水平面之倾斜角度。最后将计算出来之倾斜角度转为图像的方式显示在显示装置上，让使用者可以简单迅速掌握电子罗盘与水平面之间的偏差，从而可及时调整。图1示出了本技术的电子罗盘中应用的电子水平气泡仪100的结构原理，该电子水平气泡仪100包括水平感测元件101、运算单元102和显示装置103。应当说明的是，该图示中各设备之间的连接关系是为了清楚阐释其信息交互及控制过程的需要，因此应当视为逻辑上的连接关系，而不应仅限于物理连接。其中：(1)水平感测元件101根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将该电信号输入运算单元102。其具体的信号转换过程是：当水平感测元件101自身产生移动或者转动时，其内部的CMOS微结构产生位移，造成电容值的变化，再转换为特定的输出电压。在一个实施例中，水平感测元件101是加速度感应芯片。在该实施例中，水平感测元件101包括利用深度离子反应蚀刻技术制作的传感器组，例如图2所示的内部电路中，水平感测元件101的电路包括一个振荡器1011，其分别与各轴向(X轴向、Y轴向、Z轴向)的传感器相连，这些传感器分别连接一个电荷放大器和电容，也即：X轴传感器1012与电荷放大器1015相连，Y轴传感器1013与电荷放大器1016相连，Z轴传感器1014与电荷放大器1017相连。应当说明的是，若-->该电子罗盘是两轴式的，那么传感器则只包括X轴向、Y轴向的传感器，若电子罗盘是三轴式的，那么传感器则包括X轴向、Y轴向及Z轴向的传感器。在该实施例的电路中，电源(Vdd)可在2.7V至5.5V之间，C1、C2、C3分别是X轴向、Y轴向及Z轴向输出端的低通滤波电容，分别通过X轴输出端2号引脚、Y轴输出端13号引脚、Z轴输出端14号引脚与水平感测元件101内部的等效电阻(32K)构成RC电路，从而不同的电容值决定不同的输出频宽。振荡器1011与自测脚位10号引脚相连，再连接到芯片的电压脚位8号引脚，再通过3号引脚和12号引脚接地。微控制电路1018连接有多个引脚，其中：9号引脚是开关(Power Shutdown，PS)脚位，当该脚位空接或者接地时水平感测元件101为待机状态，当PS脚位接上电源(Vdd)时水平感测元件101进入正常工作状态；5号引脚是奇偶校验(Parity)脚位；4号、6号、7号、11号均为保留未用(Reserved)的引脚。需要说明的是，图2中各元件及其组合只是一个典型示例，并不用以限定本技术的保护范围。(2)运算单元102与水平感测元件101相连，用于根据该电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角。本技术的运算单元102可以是微处理器(Micro Controller Unit，MCU)、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)、复杂可编程逻辑器件(Complex ProgrammableLogic Device，CPLD)、数字信号处理器(digital singnal processor，DSP)等，当然，上述示例并不用以限定本技术的保护范围。该运算单元102进一步包括模数转换模块1021、倾角计算模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于电子罗盘中的电子水平气泡仪，其特征在于，所述电子水平气泡仪包括水平感测元件、运算单元和显示装置；　所述水平感测元件根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将所述电信号输入运算单元；　所述运算单元与水平感测元件相连，用 于根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角；　所述显示装置与运算单元相连，用于将运算单元计算出的倾角显示给用户。

【技术特征摘要】
1、一种应用于电子罗盘中的电子水平气泡仪，其特征在于，所述电子水平气泡仪包括水平感测元件、运算单元和显示装置；所述水平感测元件根据电子罗盘的倾斜状态输出对应的电信号，并将所述电信号输入运算单元；所述运算单元与水平感测元件相连，用于根据所述电信号计算当前电子罗盘相对于水平面的倾角；所述显示装置与运算单元相连，用于将运算单元计算出的倾角显示给用户。2、根据权利要求1所述的电子水平气泡仪，其特征在于，所述水平感测组件包括加速度感应芯片。3、根据权利要求2所述的电子水平气泡仪，其特征在于，所述加速度感应芯片进一步包括轴向传感器和振荡器；所述振荡器与各轴向的传感器相连，所述各轴向的传感器分别连接一个电荷放大器和电容。4、根据权利要求3所述的电子水平气泡仪，其特征在于，所述各轴向包括：X轴向、Y轴向、Z轴向。5、根据权利要求1所述的电子水平气泡仪，其特征在于，所述运算单元进一步包括模数转换模块、倾角计算模块；所述模数转换模块用于对水平感测元件发送的电信号进行模数转换，并将得到的数字信号送入倾角计算模块；所述倾角计算模块与模数转换模块相连，利用一个倾角计算函数，计...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙国瑞，吴任弘，刘华唐，
申请(专利权)人：亚洲光学股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]