[实用新型]一种数字式倾角传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种数字式倾角传感器。

背景技术

目前用于对被测量件的倾斜角度的倾角传感器可分为固体摆式倾角传感器、液体摆式倾角传感器和气体摆式倾角传感器三种。

固体摆式倾角传感器采用惯性器件力平衡式伺服系统，其敏感质量是摆锤质量，由摆锤、摆线及支架组成，通过测量摆锤所受的合外力计算出倾斜角度，由于摆锤、摆线及支架的结构，这种倾角传感器具有体积大、功耗大且成本高的缺陷；液体摆式倾角传感器是通过电极浸入电解液的深度随被测量件的倾斜角度变化而变化的规律来测量出倾斜角度，这种倾角传感器极易受外界环境温度的影响，使用范围受限，且长期工作后灵敏度会严重下降；气体摆式倾角传感器由密闭腔体、气体和热线组成，通过当腔体所在平面在气体作用下相对水平面倾斜时，热线的阻值也发生变化进而反映倾角的变化来进行测量，这种倾角传感器具有较强的抗振动或冲击能力，但是气体运动控制较为复杂，受环境温度影响较大而且测量精度较低。

另外以上三种倾角传感器缺乏通信端口而无法接入其它的设备来配合工作，导致扩展性差。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种数字式倾角传感器，通过其加速度传感器感应到的被测量件重力加速度的分量大小变化并通过信号调理电路、A/D转换模块、微处理器并结合温度传感器，最后将修正后的被测量件的倾角值通过信号转换接口输送到上位机显示，另外上位机通过通信命令可对微处理器进行输出频率的设置以及对传感器倾角的角度标定；由于加速度传感器采用的是微电子芯片，具有灵敏度高和测量精度高的优点；借助温度传感器实时监测温度的变化并将其温度信号输送至微处理器中的温度补偿模块实现温度的自动补偿功能，能适应温度变化而进行调节，避免了受环境温度影响较大而且测量精度较低的缺点；微处理器利用数字滤波算法，有效地降低了测量过程中振动冲击的影响，抗振动干扰能力强；采用信号转换接口，可接入其它的设备来配合工作，扩展性好；另外所用的部件由小封装低功耗电子器件组装而成，体积小、功耗低。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种数字式倾角传感器，包括加速度传感器1，加速度传感器1的第一模拟电压输出端口11和第二模拟电压输出端口12分别和信号调理电路2的第一输入端口13和第二输入端口14相连接；信号调理电路2的第一输出端口15和A/D转换模块3的正向输入端17相连接，信号调理电路2的第二输出端口16和A/D转换模块3的负向输入端18相连接，A/D转换模块3的时钟输入端口19和微处理器4的时钟线输入输出I/O端口21相连接，A/D转换模块3的数据线通信端口20和微处理器4的数据线输入输出I/O端口22相连接，微处理器4的发送输出端口23和信号转换接口5的接收输入端口25相连接，微处理器4的接收输入端口24和信号转换接口5的发送输出端口26相连接，微处理4的温度测量输入输出I/O端口32和温度传感器6的数据线通信端口31相连接，信号转换接口5的发送输出端口27和上位机8的接收输入端口29相连接，信号转换接口5的接收输入端口28和上位机8的发送输入端口30相连接；加速度传感器1、A/D转换模块3、微处理器4以及信号转换接口5的电源输入端通过供电线缆和电源模块7相连接。

信号调理电路2包括第一输入端口13和第二输入端口14，第一输入端口13和电阻R1的一端电连接，电阻R1的另一端、并联连接的电阻R2和电容C1的一端以及第一电压跟随器41的正极接入端电连接，并联连接的电阻R2和电容C1的另一端接地，第一电压跟随器41的负极接入端、第一电压跟随器41的输出端以及信号调理电路2的第一输出端口15电连接，信号调理电路2的第二输入端口14和电阻R3的一端电连接，电阻R3的另一端、并联连接的电阻R4和电容C2的一端以及第二电压跟随器42的正极接入端电连接，并联连接的电阻R4和电容C2的另一端接地，第二电压跟随器42的负极接入端、第二电压跟随器42的输出端以及信号调理电路2的第二输出端口16电连接，其中电阻R1、电阻R2以及电容C1的连接组成第一RC电路，电阻R3、电阻R4以及电容C2的连接组成第二RC电路。

微处理器4包含数字滤波模块和温度补偿模块。

加速度传感器1采用的是微电子芯片。