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木工水平尺是靠观察尺中间玻璃管中的空气泡,是否在尺子中央位置来确定所测平面水平的,但在光线较暗的情况下或夜间,用它来校验某种东西或仪器放置是否水平,则要看清气泡的位置就较为困难。随着电子工业的发展,解决这个问题就很容易了,电子水平尺就是一种很好的解决办法。它是用两个发光二极管作水平指示器,在任何光线情况下或夜间,都可很方便的使用与看清,具有实用与推广意义。
电子水平尺的电路,K1、K2为单向水银开关,它是由一个长极和一个短极所组成的。水银槽跨在长的电极上,当电子水平尺处在水平位置时,水银槽中的水银珠,将两个短电极同时接通,两个发光二极管LED1与LED2一齐点亮。当尺子向左边倾斜时,左边的水银珠沿水银槽向尺子的左端滚动,断开左侧的短电极,发光二极管LED1不亮,而右边的水银珠由于尺子的右端高,则紧紧将右侧的长短电极相接合,LED2始终处于亮的状态;同理,尺子右边倾斜时,则右边的发光二极管LED2不亮而左边的LED1亮。由此可见,电子水平尺不仅直观、一目了然,使用也极方便。电子水平尺的校准方法是:先找一只标准的水平尺,放在无倾斜的水平面上,使气泡正好在尺中央位置。然后将电子水平尺也放在该水平面上,调整每个水银槽(K1和K2)中长、短电极的上下位置,使水银槽中的水银珠与长短电极相接触,两只发光二极管同时发光为止,电子水平尺即算是调整好了。
水银开关可以用如下方法自制:选择一段直径5mm、长度70mm的硬质透明塑料或玻璃管,在中间处将空心管堵死(长度为10mm),将空心管分成两段,每段中各安放一个长、短电极(电极可用一定硬度的铜丝)和一个水银珠(水银珠的直径与空心管的内径相等),管的两端暂时挡住,防止管子倾斜时水银珠滚出管外。将装有水银珠的管子放置水平,调节长短电极的位置,使其与处在该段中央的水银相接触,然后把长短电极固定,管的两开口端封死。将制作调整好的水银开关,接上相应导线与发光二极管,尔后固装在一个无倾斜平面体内(应注意,要保持水银开关的圆管与平面体的面平行一致),两只发光二极管可安装在平面体上(即在水银开关两侧的平面体上,钻两个圆孔,把发光二极管置入孔内)。可选用两只钮扣电池,放在平面体内相应位置。为了延长钮扣电池使用寿命,应在平面体上安装一个微型电源开关,不使用电子水平尺时,电源开关置于断的位置。也可选用5号或7号电池两节,使用寿命更长些。安装好的电子水平尺,应该放在塑料等材料制成的盒子里,以避免水银开关损坏。水银开关圆管的顶面,不应高出固装它的平面体的平面。
水银开关的圆管,如果采用金属圆管时,长、短电极要做好与金属圆管间的绝缘,以防短路。若厂家生产,采用设计模塑注就简便得多了。电子水平尺的制作、安装示意图 电子水平尺的测量精度,取决于两个水银珠之间的距离,两水银珠之间距离较远,精度较高,而水平尺又不能做得太长,一般情况下,它可以测出偏离水平1°的倾斜角。当测量的水平度要求不是很高时,也可以做成只有一个水银开关发光二极管的电子水平尺,它的精度与现在的木工水平尺精度一致,但能在弱光或黑夜情况下使用,比木工水平尺方便实用得多