[實用新型]基于雙軸傾角檢測的平面傾角測量系統

有效

• 申請號: 201721520229.3
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN207423155U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 張秀再;王瑋蔚;孔明昊;于子涵;莊玲
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本實用新型公開了一種基于雙軸傾角檢測的平面傾角測量系統，屬于角度測量技術領域，為了便于實現對平面傾斜角度的自動、準確的測量，本實用新型設計了一種基于高精度雙軸傾角傳感器SCA100T?D02的平面傾角測量系統。根據傾角傳感器的測量原理及其功能、特性，給出了雙軸傾角的數學計算模型和溫度補償方法。由傾角傳感器輸出測量數據，單片機根據數學計算模型和溫度補償方法計算傾角數值，并經過PID濾波，在顯示屏顯示時間和傾角信息。系統可由太陽能供電，帶有通信模塊，可用于自動控制、姿態監測等領域。

技術領域

本實用新型涉及一種角度測量系統，屬于角度測量技術領域，具體涉及一種基于雙軸傾角測量的平面傾角測量系統。

背景技術

平面傾斜度測量是角度測量的重要應用方向。隨著生產和科學的不斷發展，平面的傾斜度測量越來越廣泛地被應用于機械、光學、航空、航天和航海等各個領域。

目前，常用沿兩個相互正交方向的傾斜角來定量描述平面傾斜度。然而，由于現有的傾斜儀的一個共同特點是只能測量一個方向的傾斜角，因此需要兩兩組合才能完整測量平面的傾斜度。由平面傾斜度的定量描述可知，需要在工裝上保證兩個傾斜儀相互之間正交，才能準確獲取平面傾斜度，然而保證兩個傾斜儀相互之間正交在精密測量中是非常難做到的。此外，現有的傾斜儀大多采用重力擺結構，這種結構對測量樣品姿態有一定的要求，并且擺動結構達到平衡需要一定時間，從而限制了測量速度，難以滿足實時、快速和自動化測量場合的要求。

發明內容

針對上述問題，本實用新型旨在提供一種基于高精度雙軸傾角傳感器SCA100T-D02(以下簡稱SCA100T)的平面傾角測量系統，根據傾角傳感器的測量原理及其功能、特性，給出了雙軸傾角的數學計算模型和溫度補償方法。由傾角傳感器輸出測量數據，單片機根據數學計算模型和溫度補償方法計算傾角數值，并經過PID濾波，在顯示屏顯示時間和傾角信息。

為解決上述問題，本實用新型采用如下的技術方案。

一種基于雙軸傾角檢測的平面傾角測量系統，包括數據處理模塊以及與所述數據處理模塊分別相連的供電模塊、數據測量模塊、通信模塊和人機交互模塊，所述數據測量模塊的測量數據輸送至所述數據處理模塊，所述數據處理模塊根據當前數據進行溫度補償，并將最終結果通過所述通信模塊傳送至所述人機交互模塊，所述供電模塊為所述平面傾角測量系統供電。

更進一步地，所述人機交互模塊包括按鍵和LCD屏，所述按鍵用于設置系統參數，所述LCD屏用于顯示測量角度數據。

更進一步地，所述數據處理模塊采用MSP430F169單片機。

更進一步地，還包括存儲器，所述存儲器為AT24C04存儲器，所述存儲器采用兩線串行的總線與所述數據處理模塊連接。

更進一步地，所述通信模塊采用SIM900A芯片。

更進一步地，所述數據測量模塊采用SCA100T雙軸傾角傳感器。

更進一步地，所述供電模塊包括3.7V可充電鋰電池、充電管理控制器MCP73831和肖特基二極管，所述充電管理控制器MCP73831與所述可充電鋰電池連接，用于通過檢測鋰電池電壓來判斷當前充電階段，從而控制充電電壓和電流，所述肖特基二極管與所述充電管理控制器MCP73831連接，用于限制電流方向，防止所述充電管理控制器MCP73831對電池電壓產生誤判。

相比于現有技術，本實用新型的有益效果為：本實用新型克服了傳統傾角測量儀讀數慢、精度低的問題，并實現自動化的實時測量，可以實現對物體平面傾角的監測。本系統的硬件電路采用PCB沉金工藝、LCD數字顯示、鋰電池充電管理電路等，具有體積小、可現太陽能供電、方便攜帶、性能穩定的優點，系統采用溫度補償、軟件濾波提高了測量的準確度和穩定度，具有重要的現實意義和實用價值。

附圖說明