一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，所述芯片U2的脚1连接电压VCC，芯片U2的脚2接地，芯片U2的脚3连接电容C11、芯片U1的脚12接电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R5、芯片U3的脚5和芯片U4的脚5，芯片U1的脚11通过电阻R1连接电容C8和芯片U3的脚3。本实用新型专利技术可以实现大跨度桥梁倾角测试，由于MEM电子芯片具有一致性、稳定性的优点，从而能够稳定获得有效的可靠数据。本传感器能够降低后续数据采集系统要求，降低整个桥梁索力测试系统的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器
本技术涉及传感器领域，具体是一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器。
技术介绍
桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分，也是桥梁安全性评价的一项重要指标，且直接反映桥梁结构形变是否超出危险范围。因此，桥梁动、静挠度测量方法的研究和仪器设备的开发研制对于桥梁承载能力的检测和桥梁的防震减灾有着重要的意义。倾角仪测量桥梁挠度的特点：1.利用倾角仪测量桥梁挠度，不需要静止的参考点，降低环境要求的依赖性；2.布设简单，提高测量效率，缩短测量时间；3.能够实现桥梁动、静挠度测量；4.倾角仪实测数据可计算桥梁任何一点的静、动挠度时程，方便地实现桥梁挠度的多点监测。高精度、稳定可靠的倾角仪是实现桥梁动、静挠度测量的关键。传统倾角传感器存在一致性差、稳定可靠性不足、测试一致性精度不足等问题，最重要的是由于传统传感器使用分立元件实现，各传感器一致性差，导致后续测量中计算挠度的误差很大，从而影响挠度测试精度。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，所述芯片U2的脚1连接电压VCC，芯片U2的脚2接地，芯片U2的脚3连接电容C11、芯片U1的脚12接电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R5、芯片U3的脚5和芯片U4的脚5，芯片U1的脚11通过电阻R1连接电容C8和芯片U3的脚3，电阻R5的另一端连接电位器T1，电位器T1的另一端接地，芯片U3的脚1连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电阻R7和芯片U3的脚2，电阻R7的另一端连接芯片U3的脚6、芯片U3的脚7和输出端Xsout，电容C8的另一端接地，芯片U1的脚5通过电阻R8连接电容C10和芯片U4的脚3，芯片U4的脚1连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R3和芯片U4的脚2，电阻R3的另一端连接芯片U4的脚6、芯片U4的脚7和输出端Ysout，电容C10的另一端接地。作为本技术的进一步技术方案：所述芯片U1的型号为SCA100TDO2。作为本技术的进一步技术方案：所述芯片U2的型号为78L05。作为本技术的进一步技术方案：所述芯片U3的型号为LM2904。作为本技术的进一步技术方案：所述芯片U4的型号为LM2904。与现有技术相比，本技术的有益效果是：1.本技术可以实现大跨度桥梁倾角测试，由于MEM电子芯片具备一致性、稳定性的优点，从而能够稳定获得有效的可靠数据。本传感器降低后续数据采集系统要求，从而降低整个桥梁索力测试系统的成本。2.本技术采用双方向角度同时测量，增加工程数据的对比性，同时降低工程造价，以及现场的安装、调试的复杂性等。3.本技术选用低功耗通用工业级的电子元器件。低功耗电子器件能够减少系统对电源的要求，能够降低系统发热而产生问题的要求；工业级电子器件能够增加系统的实际工作温度空间，提高系统稳定性，同时可以工作于很多恶劣环境。4.本技术选用通用元器件，原理简单，传感器成本极低。附图说明图1是本技术的电路图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1：请参阅图1，一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，所述芯片U2的脚1连接电压VCC，芯片U2的脚2接地，芯片U2的脚3连接电容C11、芯片U1的脚12接电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R5、芯片U3的脚5和芯片U4的脚5，芯片U1的脚11通过电阻R1连接电容C8和芯片U3的脚3，电阻R5的另一端连接电位器T1，电位器T1的另一端接地，芯片U3的脚1连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电阻R7和芯片U3的脚2，电阻R7的另一端连接芯片U3的脚6、芯片U3的脚7和输出端Xsout，电容C8的另一端接地，芯片U1的脚5通过电阻R8连接电容C10和芯片U4的脚3，芯片U4的脚1连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R3和芯片U4的脚2，电阻R3的另一端连接芯片U4的脚6、芯片U4的脚7和输出端Ysout，电容C10的另一端接地。高精度MEMS倾角传感器；高精度MEMS加速度传感器是一种低频MEMS微芯片倾角传感器，其本身能够同时输出双轴倾角传感器信号，其本身的性能是大跨度桥梁结构监测所要求的倾角传感器芯片，能够完全有效获取高精度的工程结构角度模拟信号，其输出端与信号处理电路连接；信号处理电路将MEMS微芯片倾角传感器输出信号调理成满量程4V/g满足大跨度桥梁索力结构工程要求的电压信号；高精度MEMS倾角传感器根据芯片的实际要求设计电路，倾角传感器芯片U1的6脚接地；传感器的1、2、3、4、7、8、9、10脚悬空；12脚接电源Vdd，这里使用芯片U2进行电源转换成5V电源给高精度MEMS倾角传感器芯片供电；5、11脚是倾角传感器X、Y的信号方向输出脚，倾角传感器芯片信号输出需要接电阻R1和对地电容C5，构成低通滤波器进行降噪处理，然后输出给后续信号调理电路。信号处理电路包括运算放大器U3和三端稳压电源U2，高精度MEMS倾角传感器输出端经过低通滤波处理后送人运算放大器U3的3脚，运算放大器U3的5脚接偏置电路输出的偏置电压。运算放大器U2的4脚是负电源，7脚是正电源；三端稳压电源、电阻R5、电阻R4、高精度电位器T1组成偏置电压调节电路。倾角传感器输出的有效信号是基于供电电压一半基础上的，根据参数配置提供偏置电压，使得传感器输出的信号基于零点的基础上的。运算放大器U2输出脚7信号输出到上位信号采集系统。这是实际采集到信号的电压后，计算角度的公式，其中：Vout是采集到的有效电压值，Offset是采集到的数据信号计算出来的零点偏置，Sensitivity是选择的传感器灵敏度，这里是4V/g。实施例2：在实施例1的基础上：芯片U1的型号为SCA100TDO2。芯片U2的型号为78L05。芯片U3的型号为LM2904。芯片U4的型号为LM2904。对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本技术内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，其特征在于，所述芯片U2的脚1连接电压VCC，芯片U2的脚2接地，芯片U2的脚3连接电容C11、芯片U1的脚12接电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R5、芯片U3的脚5和芯片U4的脚5，芯片U1的脚11通过电阻R1连接电容C8和芯片U3的脚3，电阻R5的另一端连接电位器T1，电位器T1的另一端接地，芯片U3的脚1连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电阻R7和芯片U3的脚2，电阻R7的另一端连接芯片U3的脚6、芯片U3的脚7和输出端Xsout，电容C8的另一端接地，芯片U1的脚5通过电阻R8连接电容C10和芯片U4的脚3，芯片U4的脚1连接电阻R2，电阻R2的另一端连接电阻R3和芯片U4的脚2，电阻R3的另一端连接芯片U4的脚6、芯片U4的脚7和输出端Ysout，电容C10的另一端接地。/n

【技术特征摘要】
1.一种大跨度桥梁挠度测量的倾角传感器，包括芯片U1、芯片U2和芯片U3，其特征在于，所述芯片U2的脚1连接电压VCC，芯片U2的脚2接地，芯片U2的脚3连接电容C11、芯片U1的脚12接电阻R4，电阻R4的另一端连接电阻R5、芯片U3的脚5和芯片U4的脚5，芯片U1的脚11通过电阻R1连接电容C8和芯片U3的脚3，电阻R5的另一端连接电位器T1，电位器T1的另一端接地，芯片U3的脚1连接电阻R6，电阻R6的另一端连接电阻R7和芯片U3的脚2，电阻R7的另一端连接芯片U3的脚6、芯片U3的脚7和输出端Xsout，电容C8的另一端接地，芯片U1的脚5通过电阻R8连接电容C10和芯片U4的脚3，芯片U4的脚1连接电阻R2，电阻R2的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宏伟，曹爱民，
申请(专利权)人：中交第一航务工程局有限公司，中交一航局第五工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12