[實(shí)用新型]具備高精度、溫度補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬A角傳感器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220161477.4
• 申請(qǐng)日: 2012-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN202648652U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王景偉;高小鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安精準(zhǔn)測(cè)控有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01C9/00
• 分類號(hào): G01C9/00
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及傾角傳感器，具體涉及一種具備高精度、溫度補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬A角傳感器。

背景技術(shù)

目前市場(chǎng)上已有的傾角傳感器主要是針對(duì)對(duì)可靠性和測(cè)量精度要求不高的場(chǎng)合，一般只能適用于靜態(tài)和常溫傾角測(cè)量場(chǎng)合，并且對(duì)安裝精度要求很高，輸出接口多是單一接口，比如數(shù)字量輸出的大多都是RS232、RS422、RS485、CAN、PWM等形式，或者是模擬量輸出0-5V，0.5-4.5V，0-10V，4-20mA,0-20mA等形式?。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題是提供一種在水平安裝狀態(tài)下，可以實(shí)現(xiàn)2維面角度測(cè)量，測(cè)量范圍可達(dá)到正負(fù)90°，正負(fù)80°范圍內(nèi)、靜態(tài)、全溫-40℃～+80℃^?精度優(yōu)于0.05°，在垂直安裝狀態(tài)下，可以自動(dòng)調(diào)整為360度測(cè)量模式，0-360度范圍內(nèi)靜態(tài)全溫-40℃～+80℃^?精度優(yōu)于0.05°，實(shí)現(xiàn)全角度測(cè)量的具備高精度、溫度補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬A角傳感器。

為了達(dá)到上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種具備高精度、溫度補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膬A角傳感器，特殊之處在于：包括電源管理模塊、感應(yīng)模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字處理和控制模塊、溫度測(cè)量模塊、輸出接口模塊，感應(yīng)模塊包括雙軸加速度傳感器、雙軸角速率傳感器，電源管理模塊分別與感應(yīng)模塊、信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、數(shù)字處理和控制模塊、溫度測(cè)量模塊、輸出接口模塊連接，感應(yīng)模塊的加速度傳感器、雙軸角速率傳感器分別經(jīng)信號(hào)調(diào)理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊輸出到數(shù)字處理和控制模塊，數(shù)字處理和控制模塊通過輸出接口模塊輸出。

上述的電源管理模塊包括電源保護(hù)及EMC處理單元、DC-DC降壓轉(zhuǎn)換單元、LDO穩(wěn)壓及濾波單元、線性穩(wěn)壓模塊單元、高精度基準(zhǔn)5V電壓源單元，電源保護(hù)及EMC處理單元一路依次連接DC-DC降壓轉(zhuǎn)換單元、LDO穩(wěn)壓及濾波單元，另一路依次連接線性穩(wěn)壓模塊單元、高精度基準(zhǔn)5V電壓源單元。

上述的信號(hào)調(diào)理模塊包括4個(gè)通道的信號(hào)調(diào)理及低通濾波電路。

上述的數(shù)字處理和控制模塊包括參數(shù)保存單元、數(shù)字信號(hào)處理器單元，參數(shù)保存單元與數(shù)字信號(hào)處理器單元連接。

上述的溫度測(cè)量模塊采用溫度傳感器。

上述的輸出接口模塊包括數(shù)字輸出單元、模擬輸出單元，數(shù)字輸出單元、模擬輸出單元分別與輸出保護(hù)電路連接。

上述的感應(yīng)模塊的兩個(gè)加速度傳感器的測(cè)量軸敏感方向相互垂直，同時(shí)兩個(gè)角速率傳感器的測(cè)量軸向分別與兩個(gè)加速度傳感器的測(cè)量軸向平行。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果：

1、解決了基于純加速度原理的傾角傳感器在顛簸、震動(dòng)、搖擺的環(huán)境下無法進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的問題。

2、本實(shí)用新型加入了高精度溫度傳感器，結(jié)合本設(shè)計(jì)特有的溫度自動(dòng)補(bǔ)償算法，使產(chǎn)品具備了極高的溫度穩(wěn)定性，在-40℃～+80℃??范圍內(nèi)，角度的零點(diǎn)溫度漂移小于0.03度。

3、本實(shí)用新型的輸出接口同時(shí)具備數(shù)字量輸出和模擬量輸出接口，兩種輸出接口分別有多種輸出形式可選。

4、本實(shí)用新型具備兩種工作模式，在水平安裝時(shí)，利用2個(gè)相互垂直放置的加速度傳感器的放置特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了2維面角度測(cè)量。解決了普通傾角測(cè)量裝置只能精確測(cè)量其投影夾角的弊病。普通傾角測(cè)量裝置對(duì)安裝精度要求高，否則無法高精度測(cè)量的問題，在垂直安裝時(shí)，傳感器可以進(jìn)入全角度測(cè)量模式，利用雙軸垂直的特點(diǎn)，進(jìn)行4象限角度測(cè)量。測(cè)量范圍拓展到0-360°。

5、本實(shí)用新型測(cè)量精度高，在全溫-40℃～+80℃范圍內(nèi)，靜態(tài)測(cè)量精度優(yōu)于0.05°，動(dòng)態(tài)測(cè)量，在5g以上的沖擊、震動(dòng)環(huán)境下，動(dòng)態(tài)誤差＜0.2°。

6、本實(shí)用新型的工業(yè)防護(hù)等級(jí)高，到達(dá)了IP67標(biāo)準(zhǔn)，滿足GB/T?17626.4-2008（電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)）和GB/T?17626.5-2008（浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)）標(biāo)準(zhǔn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。

參見圖1，本實(shí)用新型包括電源管理模塊1、感應(yīng)模塊2、信號(hào)調(diào)理模塊3、A/D轉(zhuǎn)換模塊4、數(shù)字處理和控制模塊5、溫度測(cè)量模塊6、輸出接口模塊7，