一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪制造技术

本实用新型专利技术揭示了一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪，包括倾角传感器、硬件滤波、处理器、数显分度转台、电源系统、Can收发器、CanOpen协议处理模块。滤波单元用以对所述倾角传感器输出的模拟信号进行滤波；处理器用以对倾角传感器输出的经过滤波的模拟信号进行高精度模数转换，在处理器内作数字信号滤波，并对数字处理后的信号进行角度转换；数显分度转台用以对传倾角感器作线性补偿所需的数据作测试，计算出合适的线性标定系数；Can收发器用以使CanOpen协议的物理层兼容Can总线；CanOpen协议处理模块用以对测量到倾斜角度数据进行CanOpen协议打包输出。本实用新型专利技术将CanOpen协议与倾角传感器输出结合在一起，可以与任意CanOpen主站设备连接，获得现场总线组网的灵活性、通用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于测量
，涉及一种智能倾斜仪，尤其涉及一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪。
技术介绍
数字化CanOpen倾斜仪是一种将CanOpen协议与倾角传感器输出结合在一起全新的倾斜仪。通常下，数字化倾斜仪是用来测量物体随时间的倾斜变化及铅垂线随时间变化的仪器，数字接口用于输出；数字接口多为RS232、RS485、并口接口、Can等接口，其输出协议多为自定义或者标准现场总线协议如ModBus等。·为了满足不同场合下的现场总线的使用要求，将CanOpen协议与倾角传感器输出结合在一起，可以与任意CanOpen主站设备连接，获得现场总线组网的灵活性、通用性。然而，如今还没有类似的设备出现。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪，将倾角传感器与CanOpen协议输出结合在一起,可实现CanOpen现场总线下的倾角传感器应用。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案—种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪,所述智能倾斜仪包括倾角传感器、硬件滤波、处理器、数显分度转台、电源系统、Can收发器、CanOpen协议处理模块；所述倾角传感器用以提供高分辨率的倾斜角度；所述滤波单元与所述倾角传感器连接，用以对所述倾角传感器输出的模拟信号进行滤波；所述处理器与所述滤波单元连接，用以对倾角传感器输出的经过滤波的模拟信号进行高精度模数转换，在处理器内作数字信号滤波，达到真实地反映出倾角输出信息，并对数字处理后的信号进行角度转换；所述数显分度转台与所述处理器连接，用以对传倾角感器作线性补偿所需的数据作测试，计算出合适的线性标定系数；所述处理器进一步利用数显分度转台计算出的线性标定系数对测量的角度数据作线性补偿；所述Can收发器用以使CanOpen协议的物理层兼容Can总线；所述CanOpen协议处理模块用以对测量到倾斜角度数据进行CanOpen协议打包输出；所述电源系统与所述倾角传感器、滤波单元、处理器、数显分度转台、CanOpen协议处理模块连接，用以提供电源。作为本技术的一种优选方案，所述CanOpen协议处理模块还连接有指示灯、DIP开关；所述指示灯用以指示协议转换的状态；所述DIP开关用以设置CanOpen协议处理模块工作的波特率、从节点地址。作为本技术的一种优选方案，所述滤波单元为硬件滤波单元，用以对倾角传感器输出的模拟信号带宽内滤波。作为本技术的一种优选方案，所述倾斜仪进一步包括高低温温度箱，用以对倾斜仪的零点温漂做补偿。作为本技术的一种优选方案，所述倾斜仪进一步包括高低温温度箱，用以对倾斜仪的灵敏度温漂做补偿。作为本技术的一种优选方案，所述处理器为内置24bit模数转化单元AD的CPU。本技术的有益效果在于本技术提出的基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪，将CanOpen协议与倾角传感器输出结合在一起,可以与任意CanOpen主站设备连接，获得现场总线组网的灵活性、通用性。本技术将CanOpen协议与倾角传感器输出结合在一起，可应用于自动控制、仪器仪表、设备制造、智能建筑、电梯网络等领域，相对现有数字倾斜仪有明显优势。此外，本技术数字化CanOpen倾斜仪内部软件集成了自标定算法，能够在外部简单的操作实现数字倾斜仪本身数字自动标定。附图说明图I为本技术数字化CanOpen倾斜仪的组成示意图。图2为本技术数字化CanOpen倾斜仪测量方法的流程图。具体实施方式以下结合附图详细说明本技术的优选实施例。实施例一本技术揭示了一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪，包括倾角传感器、硬件滤波、处理器CPU、数显分度转台、电源系统、Can收发器、CanOpen协议处理模块、指示灯、DIP开关。倾角传感器用以提供高分辨率的倾斜角度；滤波单元对所述倾角传感器输出的模拟信号进行滤波。处理器与所述滤波单元连接，用以对倾角传感器输出的经过滤波的模拟信号进行高精度模数转换，在处理器内作数字信号滤波，达到真实地反映出倾角输出信息，并对数字处理后的信号进行角度转换。数显分度转台与所述处理器连接，用以对传倾角感器作线性补偿所需的数据作测试，计算出合适的线性标定系数；所述处理器进一步利用数显分度转台计算出的线性标定系数对测量的角度数据作线性补偿。所述电源系统与所述倾角传感器、滤波单元、处理器、数显分度转台、CanOpen协议处理模块连接，用以提供电源。Can收发器用以使CanOpen协议的物理层兼容Can总线；Can0pen协议处理模块用以对测量到倾斜角度数据进行CanOpen协议打包输出；指示灯用以指示协议转换的状态；DIP开关用以设置CanOpen协议处理模块工作的波特率、从节点地址。请参阅图1，本实施例中，所述CanOpen倾斜仪包括倾角传感器4、硬件滤波5、处理器CPU3、数显分度转台、电源系统6、Can收发器UCanOpen协议模块2、指示灯7、DIP开关8。所述CPU3连接硬件滤波单元5、电源系统6、数显分度转台、CanOpen协议模块2，所述电源系统6连接倾角传感器4、硬件滤波单元5、数显分度转台、CanOpen协议模块2。所述Can收发器I连接CanOpen协议模块2、电源系统6。核心高精度MEMS倾角传感器4可以提供很高的角度分辨率，通过硬件滤波5对高精度MEMS倾角传感器4输出模拟信号带宽内滤波，内置24BUAD的CPU3对核心高精度MEMS倾角传感器4输出的模拟信号进行高精度模数转换，在CPU3内部软件内作数字信号滤波，达到真实地反映出倾角输出信息。内置24bit AD的CPU3会对数字处理后信号进行角度转换，然后会利用外部高精度的数显分度转台对倾角传感器作线性补偿所需的数据作测试。内置24bit AD的CPU3利用内部最小二乘法算法对在线测试数据运算，计算出合适的线性标定系数，并存储于MCU内部开辟的Flash Data存储空间。每一次测量后，内置24bit AD的CPU3利用事先计算 出的线性标定系数对测量的角度数据作线性补偿，达到提高倾角测量的线性度的目的。所述处理器的线性补偿方法包括对一组标准值&1，a2, a3，. . .，ak，和对应该组标准值的实际测量所得一组值bi，b2，b3，...，bk，根据两组值拟合出一个多项式ai = F(bi)，i=I. . . k,即 f = ko+kiC+^^+kgC3+. . . +kmCm, k0, k” k2, k3,. . .，km 为多项式系数，C =a1； a2, a3, . . .，ak ;利用最小二乘法算法,求解多项式拟合的系数kQ, k1； k2, k3, . . .，km,处理器的MCU程序将该多项式固化其中，并利用该多项式对采集的数据进行多项式计算，即数据补偿。此外,所述数字化CanOpen倾斜仪进一步包括高低温温度箱,用以对倾斜仪的零点温漂和灵敏度温漂做补偿。利用外部设备高低温实验箱对核心高精度MEMS倾角传感器I作温度补偿测试(灵敏度温漂、零点温漂)，内置24bitCPU3利用内部最小二乘法算法对在线对测试数据处理、运算，计算出温度补偿系数，并存储于内部开辟的存储空间内，以后每-次测量数据输出都本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CanOpen现场总线的智能倾斜仪，其特征在于，所述智能倾斜仪包括：倾角传感器、硬件滤波、处理器、数显分度转台、电源系统、Can收发器、CanOpen协议处理模块；所述倾角传感器用以提供高分辨率的倾斜角度；所述滤波单元与所述倾角传感器连接，用以对所述倾角传感器输出的模拟信号进行滤波；所述处理器与所述滤波单元连接，用以对倾角传感器输出的经过滤波的模拟信号进行高精度模数转换，在处理器内作数字信号滤波，达到真实地反映出倾角输出信息，并对数字处理后的信号进行角度转换；所述数显分度转台与所述处理器连接，用以对传倾角感器作线性补偿所需的数据作测试，计算出合适的线性标定系数；所述处理器进一步利用数显分度转台计算出的线性标定系数对测量的角度数据作线性补偿；所述Can收发器用以使CanOpen协议的物理层兼容Can总线；所述CanOpen协议处理模块用以对测量到倾斜角度数据进行CanOpen协议打包输出；所述电源系统与所述倾角传感器、滤波单元、处理器、数显分度转台、CanOpen协议处理模块连接，用以提供电源。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高成，张峰，
申请(专利权)人：上海辉格科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：