[實用新型]雙軸傾角傳感器

無效

• 申請號: 200620136463.1
• 申請日: 2006-12-22
• 公開（公告）號: CN201007649Y
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 谷榮祥;王革命;李向明
• 申請（專利權）人: 西安中星測控有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01P15/08
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本實用新型涉及一種傳感器，特別是一種雙軸傾角傳感器，是一種用加速度計芯片制作的數字式傳感器，安裝與設備上，用于測量設備在水平面上繞X軸和Y軸方向的傾角，為設備的調平提供水平基準。

背景技術

隨著我國經濟的迅速發展，科技的進步，國內傾角傳感器市場急需一種高分辨率、低功耗、反應快、成本低的產品。

目前，測量傾角的傳感器都是采用感應傾角的變化，通過輸出變化的電壓信號來反映傾角的變化。這種傳感器的反應速度慢，對測量環境要求高，并且，傳統的傾角傳感器的功耗較高。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對現有技術中的不足，提供一種通過加速度計芯片感知地球重力加速度在其測量軸上的分量的大小來確定物體的傾斜角度，再經電壓信號輸出反映角度的輸出信號的一種雙軸傾角傳感器。

為此，本實用新型提供了一種雙軸傾角傳感器，其中，包括用于將感應的重力加速度信號轉換成電壓信號的加速度計芯片，所述加速度計芯片的電壓輸出信號經A/D轉換模塊接至用于對該電壓信號進行角度分析處理的CPU計算模塊，所述CPU計算模塊的輸出經信號轉換模塊以RS422接口信號輸出。

本實用新型通過加速度計芯片感知地球重力加速度在其測量軸上的分量的大小來確定物體的傾斜角度。比電解質、水銀、熱能斜度測量儀響應快、功耗低。為了保證加速度計芯片工作在最佳狀態，在加速度計印制板所在處上下布上銅箔，并打上導熱通孔，用于傳熱，并使加速度計周圍熱場均勻。

下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

附圖說明

圖1為本實用新型的邏輯框圖；

圖2為本實用新型的電源穩壓電路圖；

圖3為本實用新型采用MODEL1221芯片作為加速度計芯片的電路連接圖；

圖4為本實用新型采用ADS1225的電路圖；

圖5為本實用新型CPU計算模塊的一個電路圖；

圖6為本實用新型信號轉換模塊的一個電路圖。

具體實施方式

圖1為本實用新型的邏輯框圖。如圖1所示，本實用新型為一種雙軸傾角傳感器，其中，包括用于將感應的重力加速度信號轉換成電壓信號的加速度計芯片1，加速度計芯片1的電壓輸出信號經A/D轉換模塊2接至用于對該電壓信號進行角度分析處理的CPU計算模塊3，CPU計算模塊3的輸出經信號轉換模塊4以RS422接口信號輸出。

上述實施例中，還包括用于給加速度計芯片1和A/D轉換模塊2的模擬部分提供5伏電壓，并且給A/D轉換模塊2的數字部分、CPU計算模塊3和信號轉換模塊4提供3.3伏電壓的電源穩壓電路，如圖2所示，為電源穩壓電路圖。輸入電壓為8～10V，經電源芯片REG102-5(U1)及REG102-3.3(U2)穩壓后輸出5V及3.3V，5V電壓供應加速度計及A/D轉換的模擬部分，3.3V電壓供應A/D轉換的數字部分、CPU計算模塊及信號轉換模塊。

上述實施例中，加速度計芯片1選用美國硅設計公司的低噪音加速度計芯片MODEL1221，圖3為本實用新型采用MODEL1221芯片作為加速度計芯片的電路連接圖。如圖3所示，MODEL1221芯片U5的端腳2、5、6、18和端腳19一起接地，同時又通過電容C20接至兩個電阻分配所述電源穩壓電路5伏電壓后的2.5伏電壓點；所述MODEL1221芯片U5的端腳3、9、11和端腳14一起接至所述電源穩壓電路的5伏電壓輸出端，同時又通過并聯的兩個電容C19、C10接地；MODEL1221芯片U5的端腳8(為內部穩定傳感器感應信號)連接至CPU計算模塊3，用于溫度補償，同時又通過電阻R15接地。MODEL1221芯片U5感應的重力分量的變化在-1g～+1g之間，相應的，使得Vdd為+5V時，差分輸出模擬量的線性變化在-2.4V～+2.4V之間。為了提高采樣精度并匹配A/D采樣的輸入范圍，應將A/D的參考電壓設為+2.5V。測試應滿足以下條件：

當差分輸出AINP-AINN＝2.5V時，A/D轉換的結果應為7FFFFFH；當AINP-AINN＝-2.5V時，A/D轉換的結果應為800000H。