便携式平面照度计制造技术

本发明专利技术涉及一种便携式平面照度计，壳盖的顶部每个圆通孔的上部放置余弦校正器，构成余弦校正器矩阵，圆通孔矩阵正下方依次设有遮光格矩阵、照度传感器矩阵、凹镜面矩阵和三色LED矩阵，主动齿轮轴位于各从动齿轮轴的中间位置，主动齿轮轴上的主动齿轮与两侧的从动齿轮轴上的从动齿轮啮合连接，主动齿轮上焊接一根矩形永磁杆；壳盖顶部内侧设有上铁芯，电路板上设有下铁芯；三色LED的阳极连接CPU的数模转换器端，阴极连接数据选择器MUX2；照度传感器通过数据选择器MUX1连接CPU的模数转换器ADC1，CPU的模数转换器ADC2连接温度传感器，CPU的三个控制信号输出端分别连接上铁芯、下铁芯和液晶显示器。

【技术实现步骤摘要】
便携式平面照度计
本专利技术涉及一种室内照度计,特别涉及一种用于测量少年儿童书写作业区域照度的便携式的室内局部平面照度计。
技术介绍
我国少年儿童学习任务较重，长期处于书写和阅读过程中，而桌面或屏幕照度是否合适，多依靠家长或教师的主观判断，缺乏对照度值的实时监测，尤其常有学生沉浸于作业中，对环境逐渐昏暗和自己坐姿偏差遮挡光线不自知，也无人监管，这些情况成为学生近视率多年居高不下的原因之一。室内书写和阅读区域是一个局部的作业面而不是某个点，作业面内各处的照度会有差异，例如阅读区域灯光照度刺眼，而书写区域照度昏暗，均会损伤视力，故不能用作业面内某一点的照度值表征整个面的照度，也不能用作业面的平均照度值表征整个面的照度。而目前的照度计要么只配备一个只能测量某一点照度的照度传感器，导致测量整个作业面的照度需要多次测量，尤其对较大区域的照度测量尚欠简便，例如专利公开号CN104406688B公开的一种语音提示的学生学习用光照度测试装置等，要么只显示四只照度传感器检测点的平均照度值，例如专利公开号CN102538959A公开的一种四传感器式照度计等，不能同时测量整个平面内各处的照度，并同时显示各处的照度情况。在生活中，许多成年人和少年儿童尚不具备光照度相关方面的知识，掌握常规照度计以lx单位的照度值有难度，为此专利公开号CN102818626B公开了一种用数个不同颜色和亮度的单色LED定性表示某一点的照度测量值的方法，但其指示某一点的照度太暗，偏暗，……，太亮，就须用5个不同的灯并配合文字说明，较为复杂，而且仍无法同时测量与显示作业面上的各处照度情况。因此目前需要一种能够便于家长、老师和少年儿童便携使用，实时指示作业面上各处照度的新型平面照度计。
技术实现思路
本专利技术是要提供一种用于局部平面照度指示的便携式平面照度计，以解决现有技术中存在的上述缺陷。本专利技术的技术方案是：一种便携式平面照度计，包括照度传感器矩阵、余弦校正器矩阵、壳盖、电路板、底板和三色LED矩阵，所述壳盖的顶部设有圆通孔矩阵，每个圆通孔的大小形状相同，圆通孔上部放置余弦校正器，相邻二个圆通孔的中心距相等，构成余弦校正器矩阵，圆通孔矩阵正下方依次设有与壳盖一体且侧边均垂直于壳盖顶部的遮光格矩阵、粘结在主动齿轮轴和从动齿轮轴的轴侧凸翼上的照度传感器矩阵、固定在电路板上的凹镜面矩阵和位于凹镜面内的三色LED矩阵；圆通孔矩阵的旁侧设有开关和液晶显示器，与底板固定的电路板上焊接有支架、CPU及其外设电路、凹镜面、三色LED，所述主动齿轮轴位于各从动齿轮轴的中间位置，主动齿轮轴和各从动齿轮轴分别与各自的支架连接，主动齿轮轴上的主动齿轮与两侧的从动齿轮轴上的从动齿轮啮合连接，相邻从动齿轮之间也啮合连接，各齿轮轴轴线等高且相互平行，各齿轮之间传动比均为1：1；所述主动齿轮上焊接有一根矩形永磁杆，其长边垂直于主动齿轮轴的轴侧凸翼平面及其上的照度传感器平面；所述壳盖顶部内侧对应矩形永磁杆处设有上铁芯，所述电路板上对应矩形永磁杆处设有下铁芯；所述照度传感器处于水平向上位置时，每个余弦校正器与其下方的圆通孔、遮光格、照度传感器、凹镜面、三色LED的中心线均重合；所述三色LED的阳极连接CPU的数模转换器DAC1～DAC3端口，阴极连接数据选择器MUX2；所述照度传感器的输出端通过数据选择器MUX1连接CPU的模数转换器ADC1端口，CPU的模数转换器ADC2端口连接温度传感器的输出端，CPU的三个控制信号输出端O1～O3分别连接上铁芯、下铁芯和液晶显示器。进一步，所述壳盖的左右两侧的空槽内分别嵌入左挡板和右挡板，所述液晶显示器接收CPU的O3端的指令控制信号，按照度传感器矩阵的布局，显示照度传感器矩阵中各照度传感器所测得的照度值。进一步，所述左挡板下端设有左倒钩，右挡板下端设有右倒钩，并分别嵌于壳盖的左、右两侧的槽内，且左倒钩和右倒钩分别被槽壁弹性压缩，使得左、右挡板与槽的静摩擦力大于挡板自重，当左挡板或右挡板从槽内被拉出遮挡光线时，所述左挡板或右挡板停留在任何位置而不会因自重下滑；当过度拉出左挡板和右挡板时，左倒钩在左侧槽的左腔内展开，而右倒钩在右侧槽的右腔内展开，阻止挡板被拉出槽外，保证挡板受压时倒钩收拢，回入槽内。进一步，每个三色LED的发光端，位于凹镜面的焦点，使得每个三色LED发出的光线被凹镜面垂直向上反射，穿过正上方的遮光格、圆通孔、余弦校正器，向壳盖外射出发光，遮光格的侧边均涂黑吸收下方三色LED发出的杂散光，以免杂散光经相邻的余弦校正器向外泄漏，而形成各色光线的互相干扰；所述CPU通过控制地址线A1……Am使得数据选择器MUX2分时将各个三色LED的阴极轮流接地，并由数模转换器DAC1～DAC3端的电信号值组合使各个三色LED发出对应其正上方照度传感器所测照度的光颜色。进一步，所述主动齿轮轴和从动齿轮轴的轴侧凸翼处径向截面呈矩形，而轴其余处的径向截面呈圆形，每根齿轮轴均贯穿一列遮光格的凹槽；主动齿轮轴与主动齿轮是一体的，每根从动齿轮轴与其上的从动齿轮是一体的，主动齿轮轴和从动齿轮轴的两端分别通过轴承与支架连接，且各齿轮轴、轴承，以及支架均由良导体金属制成，所述照度传感器的零线均与其所在的轴侧凸翼焊接，支架则与电路板上的零线焊接，所述照度传感器的零线通过主动齿轮轴或从动齿轮轴及其轴承和支架与电路零线接通；所述照度传感器的信号线采用良导体金属制成的细簧丝，并从主动齿轮轴或从动齿轮轴垂下，与电路板上的数据选择器MUX1焊接连接。进一步，初始测量状态下，所述永磁杆磁极S在上，磁极N在下，永磁杆的长边垂直于底板，长边的一侧上粘结绝缘缓冲上垫，且绝缘缓冲上垫紧靠固定在壳盖顶部内侧的上铁芯下端，长边的另一侧上粘结绝缘缓冲下垫，且绝缘缓冲下垫紧靠固定在电路板上的下铁芯上端；当CPU的O2端输出低电平，O1端输出高电平时，所述下铁芯断电，而上铁芯通电，使得上铁芯形成S极在上而N极在下的电磁铁，上铁芯的N极与永磁杆磁极S相吸，将永磁杆吸牢固定，上铁芯与永磁杆之间的绝缘缓冲上垫受压起防撞缓冲和电气绝缘作用，同时绝缘缓冲下垫被永磁杆和下铁芯压迫，起防撞缓冲作用，主动齿轮轴和从动齿轮轴上的轴侧凸翼平面平行于底板，当照度计平放在作业面上时，各轴侧凸翼上的照度传感器处于同一水平面，其中心位于余弦校正器与三色LED的中心线上，构成照度测量矩阵，所述照度测量矩阵接受外界自上而下穿透余弦校正器而来的光照，向数据选择器MUX1输出照度电信号，CPU通过控制地址线A1……Am使得数据选择器MUX1分时将各路照度电信号输入CPU的模数转换器ADC1，同时模数转换器ADC2接收温度传感器输出的实时温度信号，该实时温度信号供CPU计算照度时作温度补偿；CPU计算出各个照度值和所对应的三色信号后，进入显示状态；当CPU的O2端输出高电平，O1端输出低电平时，所述上铁芯断电，下铁芯通电形成上端是N极而下端是S极的电磁铁，使得永磁杆下端N极与下铁芯N极相斥，而永磁杆上端S极与下铁芯N极相吸，导致永磁杆带动主动齿轮、主动齿轮轴及其轴侧凸翼上的照度传感器旋转，同时通过齿轮啮合传动，带动从动齿轮、从动齿轮轴及其轴侧凸翼上的照度传感器旋转；当旋转达到90°时，永磁杆的S极撞向下铁芯N极，永磁杆的N极撞向上铁芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式平面照度计，包括照度传感器(1)矩阵、余弦校正器(4)矩阵、壳盖(5)、电路板(12)、底板(22)和三色LED(23)矩阵，其特征在于：所述壳盖(5)的顶部设有圆通孔(25)矩阵，每个圆通孔(25)的大小形状相同，圆通孔(25)上部放置余弦校正器(4)，相邻两个圆通孔(25)的中心距相等，构成余弦校正器矩阵，圆通孔(25)矩阵正下方依次设有与壳盖一体且侧边均垂直于壳盖(5)顶部的遮光格(3)矩阵、粘结在主动齿轮轴(9)和从动齿轮轴(10)的轴侧凸翼(24)平面上的照度传感器(1)矩阵、固定在电路板(12)上的凹镜面(2)矩阵和位于凹镜面内的三色LED(23)矩阵；所述圆通孔(25)矩阵的旁侧设有开关(6)和液晶显示器(8)；与底板(22)固定的电路板(12)上焊接有支架(11)、CPU及其外设电路、凹镜面(2)、三色LED(23)，所述主动齿轮轴(9)位于各从动齿轮轴(10)的中间位置，主动齿轮轴(9)和各从动齿轮轴(10)分别与各自的支架(11)连接，主动齿轮轴(9)上的主动齿轮(19)与两侧的从动齿轮轴(10)上的从动齿轮(13)啮合连接，相邻从动齿轮(13)之间啮合连接，各齿轮轴轴线等高且相互平行，各齿轮之间传动比均为1：1；所述主动齿轮(19)上焊接有一根矩形永磁杆(17)，其长边垂直于主动齿轮轴(9)的轴侧凸翼(24)平面及其上的照度传感器(1)平面；所述壳盖(5)顶部内侧对应矩形永磁杆(17)处设有上铁芯(15)，所述电路板(12)上对应矩形永磁杆(17)处设有下铁芯(26)；所述照度传感器(1)处于水平向上位置时，每个余弦校正器(4)与其下方的圆通孔(25)、遮光格(3)、照度传感器(1)、凹镜面(2)、三色LED(23)的中心线均重合；所述三色LED(23)的阳极连接CPU的数模转换器DAC1～DAC3端口，阴极连接数据选择器MUX2；所述照度传感器(1)的信号端通过数据选择器MUX1连接CPU的模数转换器ADC1端口，CPU的模数转换器ADC2端口连接温度传感器(21)的输出端，CPU的三个控制信号输出端O1～O3分别连接上铁芯(15)、下铁芯(26)和液晶显示器(8)。...

【技术特征摘要】
1.一种便携式平面照度计，包括照度传感器(1)矩阵、余弦校正器(4)矩阵、壳盖(5)、电路板(12)、底板(22)和三色LED(23)矩阵，其特征在于：所述壳盖(5)的顶部设有圆通孔(25)矩阵，每个圆通孔(25)的大小形状相同，圆通孔(25)上部放置余弦校正器(4)，相邻两个圆通孔(25)的中心距相等，构成余弦校正器矩阵，圆通孔(25)矩阵正下方依次设有与壳盖一体且侧边均垂直于壳盖(5)顶部的遮光格(3)矩阵、粘结在主动齿轮轴(9)和从动齿轮轴(10)的轴侧凸翼(24)平面上的照度传感器(1)矩阵、固定在电路板(12)上的凹镜面(2)矩阵和位于凹镜面内的三色LED(23)矩阵；所述圆通孔(25)矩阵的旁侧设有开关(6)和液晶显示器(8)；与底板(22)固定的电路板(12)上焊接有支架(11)、CPU及其外设电路、凹镜面(2)、三色LED(23)，所述主动齿轮轴(9)位于各从动齿轮轴(10)的中间位置，主动齿轮轴(9)和各从动齿轮轴(10)分别与各自的支架(11)连接，主动齿轮轴(9)上的主动齿轮(19)与两侧的从动齿轮轴(10)上的从动齿轮(13)啮合连接，相邻从动齿轮(13)之间啮合连接，各齿轮轴轴线等高且相互平行，各齿轮之间传动比均为1：1；所述主动齿轮(19)上焊接有一根矩形永磁杆(17)，其长边垂直于主动齿轮轴(9)的轴侧凸翼(24)平面及其上的照度传感器(1)平面；所述壳盖(5)顶部内侧对应矩形永磁杆(17)处设有上铁芯(15)，所述电路板(12)上对应矩形永磁杆(17)处设有下铁芯(26)；所述照度传感器(1)处于水平向上位置时，每个余弦校正器(4)与其下方的圆通孔(25)、遮光格(3)、照度传感器(1)、凹镜面(2)、三色LED(23)的中心线均重合；所述三色LED(23)的阳极连接CPU的数模转换器DAC1～DAC3端口，阴极连接数据选择器MUX2；所述照度传感器(1)的信号端通过数据选择器MUX1连接CPU的模数转换器ADC1端口，CPU的模数转换器ADC2端口连接温度传感器(21)的输出端，CPU的三个控制信号输出端O1～O3分别连接上铁芯(15)、下铁芯(26)和液晶显示器(8)。2.根据权利要求1所述的便携式平面照度计，其特征在于：所述壳盖(5)的左右两侧的空槽内分别嵌入左挡板(14)和右挡板(7)；所述液晶显示器(8)接收CPU的O3端的指令控制信号，按照度传感器(1)矩阵的布局，显示照度传感器(1)矩阵中各照度传感器(1)所测得的照度值。3.根据权利要求2所述的便携式平面照度计，其特征在于：所述左挡板(14)下端设有左倒钩(29)，右挡板(7)下端设有右倒钩(27)，并分别嵌于壳盖(5)的左、右两侧的槽内，且左倒钩(29)和右倒钩(27)分别被槽壁弹性压缩，使得左、右挡板(14，7)与槽的静摩擦力大于挡板自重，当左挡板(14)或右挡板(7)从槽内被拉出遮挡光线时，所述左挡板(14)或右挡板(7)停留在任何位置而不会因自重下滑；当过度拉出左挡板(14)和右挡板(7)时，左倒钩(29)在左侧槽的左腔(30)内展开，而右倒钩(27)在右侧槽的右腔(28)内展开，阻止挡板被拉出槽外，保证挡板受压时倒钩收拢，回入槽内。4.根据权利要求1所述的便携式平面照度计，其特征在于：每个三色LED(23)的发光端，位于凹镜面(2)的焦点，使得每个三色LED(23)发出的光线被凹镜面垂直向上反射，穿过正上方的遮光格(3)、圆通孔(25)、余弦校正器(4)，向壳盖(5)外射出发光，遮光格(3)的侧边均涂黑吸收下方三色LED(23)发出的杂散光，以免杂散光经相邻的余弦校正器(4)向外泄漏，而形成各色光线的互相干扰；所述CPU通过控制地址线A1……Am使得数据选择器MUX2分时将各个三色LED(23)的阴极轮流接地，并由数模转换器DAC1～DAC3端的电信号值组合使各个三色LED(23)发出对应其正上方照度传感器(1)所测照度的光颜色。5.根据权利要求1所述的便携式平面照度计，其特征在于：所述主动齿轮轴(9)和从动齿轮轴(10)的轴侧凸翼(24)处径向截面呈矩形，而轴其余处的径向截面呈圆形，每根齿轮轴均贯穿一列遮光格(3)的凹槽(31)；主动齿轮轴(9)与主动齿轮(19)呈一体，每根从动齿轮轴(10)与其上的从动齿轮(13)为一体，主动齿轮轴(9)和从动齿轮轴(10)的两端分别通过轴承与支架(11)连接，且各齿轮轴、轴承，以及支架均由良导体金属制成，所述照度传感器(1)的零线均与其所在的轴侧凸翼(24)焊接，支架(11)则与电路板(12)上的零线焊接，所述照度传感器(1)的零线通过主动齿轮轴(9)或从动齿轮轴(10)及其轴承和支架(11)与电路零线接通；所述照度传感器(1)的信号线采用良导体金属制成的细簧丝(20)，并从主动齿轮轴(9)或从动...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙逊，赵怀林，沈怀宗，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海,31