直线度和平面度作为形位公差中的基本表征参数,也是表示零件形状的几何要素。其中直线度测量具有举足轻重的地位,它是几何量计量领域中的一个最基本的内容,它更是平面度、平行度等几何量测量的基础。水平仪作为一种测量小角度的常用量具,经常用于工业中测量某平面倾斜角度的场合。传统水平仪只能用于普通精度测量,具有耗能高、精度低、体积大等缺陷,不能满足现代工业的各种精密测量要求。电子水平仪具有测量精度高、使用简便易行等特点,在直线度测量领域得到广泛应用。本文分析了高精度低功耗电子水平仪课题研究的目的及意义,简要介绍了国内外水平度测量技术的研究现状,并简要分析了现有特殊水平仪、光电水平仪的优缺点。并提出了高精度低功耗便携式水平仪的设计。本文首先分析差动电容式电子水平仪的工作原理,根据原理对电子水平仪的硬件和机械结构进行总体设计。其次硬件部分的角度检测传感器、AD976模数转换器、MSP430F149单片机等芯片保证了电子水平仪高精度低功耗功能的实现。另外基于人机交互理论的程序界面设计能够满足用户使用要求。采用滑动组合滤波法和分段插值非线性补偿程序设计提高了电子水平仪的分辨力与稳定性。MSP430的工作模式3(LPM3)保证系统的低功耗又简便易行。本文最后对电子水平仪各种性能参数进行测试,经误差分析和实验,证明该电子水平仪满足预先设计的指标,能够实现高精度低功耗的功能。