[實用新型]數字式傾角傳感器

無效

• 申請號: 01249761.4
• 申請日: 2001-09-24
• 公開（公告）號: CN2495985Y
• 公開（公告）日: 2002-06-19
• 發明（設計）人: 周業華
• 申請（專利權）人: 周業華
• 主分類號: G01C9/18
• 分類號: G01C9/18
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所
• 代理人: 趙洪

技術領域：本實用新型涉及傳感器領域，尤其涉及傾角傳感器的技術創新。

背景技術：目前在國民經濟乃至軍事領域，各種傾角傳感器被廣泛地應用著，包括固體擺類如：電位器式、電容式、電感式等，以及液體擺類如：電介液式、磁性流體式、導電液式等。但所有這些傳感器均為輸出模擬信號，因此量程范圍小、線形失真大、分辨率低、后續處理復雜，因而不能適應對傾角進行精密測量要求。

發明內容：本實用新型的目的就是針對眾多現有傾角傳感器的上述缺點，發明一種能輸出數字信號、且線性度高、測量范圍大、分辨率高，因而能在復雜環境中作精密傾角測量的新型數字式傾角傳感器。

為達上述目的，本實用新型的數字式傾角傳感器，包括能將傾角轉化為模擬信號的角度敏感頭、以及后續電路，其特征在于：所述的后續電路是以下單元電路依序聯接組成：模擬放大電路，其輸入端與所述的角度敏感頭的輸出端相連接，對角度敏感頭輸出的模擬信號進行濾波放大，輸出增益模擬信號；模/數轉換電路，其輸入端與模擬放大電路輸出端相連接，將增益模擬信號轉化為數值信號，輸出數值信號；I/O接口電路，其輸入端與模/數轉換電路輸出端相連接，對數值信號進行程序-電平調制，輸出調制數值信號到I/O信號接口。

所述的角度敏感頭，是由密封在絕緣盒體的兩室內的導電液體作為電橋的兩個相鄰橋臂，而定值電阻作為電橋的另兩個相鄰橋臂而構成。

所述的模擬放大電路分為兩級：第一級是兩路平行的放大濾波電路，其平行輸入端分別從角度敏感頭電橋的兩個采樣輸出端提取模擬信號，進行放大、濾波后，輸出兩路前置模擬信號；第二級為差分放大器，其兩輸入端與平行的放大濾波電路的兩個輸出端相聯接，對兩路前置模擬信號進行差分放大，輸出增益模擬信號。

所述的兩路平行的放大濾波電路，其中任一路是由脈沖發生器輸出端之一與“與非門”放大器的輸入端之一連接、再經“與非門”輸出端與π形濾波電阻一端依次串聯組成；“與非門”放大器的輸入端之二即為放大濾波電路的一路輸入端，π形濾波電阻另端即為放大濾波電路的一路輸出端。

所述的模/數轉換電路是16位串行輸出式模/數轉換集成電路，輸出16位二進制數值信號。

所述的I/O接口電路，是由存儲控制電路輸出端與電平抑制電路輸入端串聯，電平抑制電路輸出端聯接I/O信號接口而組成。

所述的數字式傾角傳感器的單元電路還包括9V直流穩壓電路。

所述的數字式傾角傳感器的角度敏感頭、及所有單元電路均封裝于帶定位標識與基準平面的盒體內，并在非基準平面的盒壁上設有四芯接口，分別為兩芯I/O信號接口，兩芯電源接口。

本實用新型采用了模/數轉換電路，將敏感頭來的模擬角度信號轉換為數值信號，為后續微電腦作多項數值處理、高精度數字顯示等打下了基礎；而差分放大電路的采用，在避免溫度及電壓波動導致零點漂移的基礎上，大大提高了測定靈敏度；為進一步提高敏感頭現場采樣的精密、準確性，本實用新型采用了兩次信號提升即：對敏感頭出來的模擬信號進行一次濾波、放大提升，對模數轉換后的數值信號進行一次程序、電平調制提升；經過上述電路改進，主要各項技術指標均有數倍到十倍以上的提高，具體如下：

靈敏度漂移：1‰/℃，零位漂移：8‰/℃，零位重復性：0.05度，線性度：±1％，響應時間：300MS，分辨率：1‰度，靈敏度：1000個計數脈沖/度角，工作溫度：-35℃～70℃，輸出電平兼容：TTL、CMOS，供電電流：15MA，頻率響應：0.5HZ。

最后，所有上述單元電路均被集中安裝在一只不大的傳感器盒中，通過細電纜，可與微電腦數值處理器聯接以作進一步數值處理，實現更多功能，也可與數字顯示器直接聯接，組合靈活，便于攜帶。

附圖說明：以下結合附圖對本實用新型進行說明。

圖1為本實用新型具體實施例的電路原理框圖。

圖2為本實用新型具體實施例的外形示意圖。

圖3為本實用新型具體實施例的電路接線圖。

具體實施方式：如圖1所示：本實用新型的數字式傾角傳感器實施例包括：