[发明专利]一种测斜仪及其精确测量数据方法

权利要求书

1.一种测斜仪，其特征在于，包括依次连接的信号采集端、信号处理电路、多路器、AD转换器、单片机以及外围通信接口电路，所述多路器还与所述单片机连接；所述外围通信接口电路与所述测斜仪所包括的通信接口以及测试接口连接，所述单片机用于对所述信号采集端采集的信号进行温度补偿，还用于对所述信号采集端采集的信号进行位置校正。

2.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述信号采集端包括三轴加速度计、三轴磁力计以及温度传感器，所述信号处理电路包括滤波电路以及温度测量电路，所述三轴加速度计以及所述三轴磁力计分别与所述滤波电路连接，所述温度传感器与所述温度测量电路连接。

3.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述外围通信接口电路包括CAN调制电路以及RS232调制电路，所述单片机通过CAN总线与所述CAN调制电路连接，通过UART总线与所述RS232调制电路连接，所述CAN调制电路与所述通信接口连接，所述RS232调制电路与所述测试接口连接。

4.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述单片机通过SPI总线与所述AD转换器连接。

5.根据权利要求2所述的测斜仪，其特征在于，所述滤波电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容以及第一放大器，所述第一电阻一端与所述三轴加速度计连接，另一端与所述第一放大器的一个输入端连接，所述第一电容的一端接地，另一端与所述第一放大器的所述一个输入端连接，所述第一放大器的输出端依次连接所述第二电阻以及所述第一放大器的另一个输入端，所述第二电容与所述第二电阻并联。

6.根据权利要求5所述的测斜仪，其特征在于，所述第一放大器的型号为OPA4140，所述一电阻、所述第二电阻为精密电阻，所述第一电容、所述第二电容为NPO电容。

7.根据权利要求2所述的测斜仪，其特征在于，所述温度测量电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第二放大器，所述第三电阻与所述第四电阻并联后与所述第二放大器的一个输入端连接，所述第五电阻一端与所述第二放大器的输出端连接，另一端与所述第三电阻连接，所述第六电阻一端接地，另一端与所述第二放大器的另一个输入端连接。

8.根据权利要求1所述的测斜仪，其特征在于，所述AD转换器型号为CS5101。

9.一种精确测量数据方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1－8中任一所述的测斜仪，所述测斜仪包括依次连接的信号采集端、信号处理电路、多路器、AD转换器、单片机以及外围通信接口电路，所述方法包括：

所述单片机获取所述信号采集端采集的七路信号，所述七路信号中包括温度信号；

所述单片机获取所述AD转换器转换后的七路AD量化值；

根据所述温度信号，基于公式V(t)＝F0+F1＊t+F2＊t²+F3＊t³，所述单片机分别计算其余六路信号中每一路信号的基偏以及刻度系数，F0、F1、F2以及F3为预先保存在所述单片机中的温度补偿参数，t为温度信号；

所述单片机基于每一路信号的基偏以及刻度系数、每一路AD量化值，计算得到温度补偿后的每一路信号的输出值，分别为ax、ay、az、mx、my、mz。

10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于如下公式计算得到校正后的加速度以及校正后的三轴磁力计输出值：

ax’＝ax＊CAxx+ay＊CAxy+az＊CAxz；

ay’＝ax＊CAyx+ay＊CAyy+az＊CAyz；

az’＝ax＊CAzx+ay＊CAzy+az＊CAzz；

mx’＝mx＊CMxx+my＊CMxy+mz＊CMxz；

my’＝mx＊CMyx+my＊CMyy+mz＊CMyz；

mz’＝mx＊CMzx+my＊CMzy+mz＊CMzz；

其中，ax’、ay’、az’分别为校正后的加速度的分量，mx’、my’、mz’分别为校正后的三轴磁力计输出值的分量，CAnn以及CMnn分别为预先保存的位置校正系数。