本发明专利技术涉及一种具备高精度、温度补偿的倾角传感器及其动态补偿方法。本发明专利技术的电源管理模块分别与感应模块、信号调理模块、A/D转换模块、数字处理和控制模块、温度测量模块、输出接口模块连接，感应模块的加速度传感器、双轴角速率传感器分别经信号调理模块、A/D转换模块输出到数字处理和控制模块，数字处理和控制模块通过输出接口模块输出；本发明专利技术首先得出2个轴向的倾角值然后用经过动态补偿的双轴倾角值，利用2各轴相互垂直的特点，根据工作模式判断，是合成面角值输出还是输出0-360度。本发明专利技术解决了现有的倾角传感器在颠簸、震动、摇摆的环境下无法进行准确测量的问题，具备了极高的温度稳定性、精度高、工业防护等级高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及倾角传感器，具体涉及一种。
技术介绍
目前市场上已有的倾角传感器主要是针对对可靠性和测量精度要求不高的场合，一般只能适用于静态和常温倾角测量场合，并且对安装精度要求很高，输出接口多是单一接口，比如数字量输出的大多都是RS232、RS422、RS485、CAN、PWM等形式，或者是模拟量输出 0-5V, 0. 5-4. 5V, 0-10V, 4-20mA, 0_20mA 等形式。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供一种在水平安装状态下，可以实现2维面角度测量，测量范围可达到正负90°，正负80°范围内、静态、全温_40°C +80°C精度优于0. 05°，在垂直安装状态下，可以自动调整为360度测量模式，0-360度范围内静态全温-40°C +80°C精度优于0.05°，实现全角度测量的。为了达到上述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为 一种具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特殊之处在于包括电源管理模块、感应模块、信号调理模块、A/D转换模块、数字处理和控制模块、温度测量模块、输出接□模块，感应模块包括双轴加速度传感器、双轴角速率传感器，电源管理模块分别与感应模块、信号调理模块、A/D转换模块、数字处理和控制模块、温度测量模块、输出接口模块连接，感应模块的加速度传感器、双轴角速率传感器分别经信号调理模块、A/D转换模块输出到数字处理和控制模块，数字处理和控制模块通过输出接口模块输出。上述的电源管理模块包括电源保护及EMC处理单元、DC-DC降压转换单元、LDO稳压及滤波单元、线性稳压模块单元、高精度基准5V电压源单元，电源保护及EMC处理单元一路依次连接DC-DC降压转换单元、LDO稳压及滤波单元，另一路依次连接线性稳压模块单元、高精度基准5V电压源单元。上述的信号调理模块包括4个通道的信号调理及低通滤波电路。上述的数字处理和控制模块包括参数保存单元、数字信号处理器单元，参数保存单元与数字信号处理器单元连接。上述的温度测量模块采用温度传感器。上述的输出接口模块包括数字输出单元、模拟输出单元，数字输出单元、模拟输出单兀分别与输出保护电路连接。上述的感应模块的两个加速度传感器的测量轴敏感方向相互垂直，同时两个角速率传感器的测量轴向分别与两个加速度传感器的测量轴向平行。上述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器的动态补偿方法通过以下步骤实现(一)、通过双轴加速度传感器(13)分别测量出两个轴向的比力，通过双轴的角速率传感器分别测量出2个轴向的角速率值； (二)、利用动态补偿原理，计算出倾角传感器的最终倾角值 在倾角传感器处于运动状态时，基于控制原理的控制调平对准方法可得，速度rI通道的理论计算公式权利要求1.一种具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于包括电源管理模块(I)、感应模块(2)、信号调理模块(3)、A/D转换模块(4)、数字处理和控制模块(5)、温度测量模块(6)、输出接口模块(7)，感应模块(2)包括双轴加速度传感器(13)、双轴角速率传感器(14)，电源管理模块(I)分别与感应模块(2)、信号调理模块(3)、A/D转换模块(4)、数字处理和控制模块(5 )、温度测量模块(6 )、输出接口模块(7 )连接，感应模块(2 )的加速度传感器、双轴角速率传感器(14)分别经信号调理模块(3)、A/D转换模块(4)输出到数字处理和控制模块(5 )，数字处理和控制模块(5 )通过输出接口模块(7 )输出。2.根据权利要求I所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的电源管理模块(I)包括电源保护及EMC处理单元(8)、DC-DC降压转换单元(9)、LDO稳压及滤波单元(10 )、线性稳压模块单元(11 )、高精度基准5V电压源单元(12 )，电源保护及EMC处理单元(8) —路依次连接DC-DC降压转换单元(9)、LDO稳压及滤波单元(10)，另一路依次连接线性稳压模块单元(11)、高精度基准5V电压源单元(12)。3.根据权利要求I或2所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的信号调理模块(3)包括4个通道的信号调理及低通滤波电路(15)。4.根据权利要求3所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的数字处理和控制模块(5)包括参数保存单元(16)、数字信号处理器单元(17)，参数保存单元(16)与数字信号处理器单元(17)连接。5.根据权利要求4所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的温度测量模块(6)采用温度传感器。6.根据权利要求5所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的输出接口模块(7)包括数字输出单元(18)、模拟输出单元(19)，数字输出单元(18)、模拟输出单元(19 )分别与输出保护电路(20 )连接。7.根据权利要求6所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器，特征在于所述的感应模块(2)的两个加速度传感器的测量轴敏感方向相互垂直，同时两个角速率传感器的测量轴向分别与两个加速度传感器的测量轴向平行。8.根据权利要求I所述的具备高精度、温度补偿的倾角传感器的动态补偿方法，其特征在于通过以下步骤实现 (一)、通过双轴加速度传感器(13)分别测量出两个轴向的比力，通过双轴的角速率传感器分别测量出2个轴向的角速率值； (二)、利用动态补偿原理，计算出倾角传感器的最终倾角值 在倾角传感器处于运动状态时，基于控制原理的控制调平对准方法可得，速度ri通道的理论计算公式全文摘要本专利技术涉及一种。本专利技术的电源管理模块分别与感应模块、信号调理模块、A/D转换模块、数字处理和控制模块、温度测量模块、输出接口模块连接，感应模块的加速度传感器、双轴角速率传感器分别经信号调理模块、A/D转换模块输出到数字处理和控制模块，数字处理和控制模块通过输出接口模块输出；本专利技术首先得出2个轴向的倾角值然后用经过动态补偿的双轴倾角值，利用2各轴相互垂直的特点，根据工作模式判断，是合成面角值输出还是输出0-360度。本专利技术解决了现有的倾角传感器在颠簸、震动、摇摆的环境下无法进行准确测量的问题，具备了极高的温度稳定性、精度高、工业防护等级高。文档编号G01C19/00GK102620719SQ201210111898公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日专利技术者王景伟, 高小鹏 申请人:西安精准测控有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王景伟，高小鹏，
申请(专利权)人：西安精准测控有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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