[实用新型]数字式倾角传感器

说明书

技术领域：本实用新型涉及传感器领域，尤其涉及倾角传感器的技术创新。

背景技术：目前在国民经济乃至军事领域，各种倾角传感器被广泛地应用着，包括固体摆类如：电位器式、电容式、电感式等，以及液体摆类如：电介液式、磁性流体式、导电液式等。但所有这些传感器均为输出模拟信号，因此量程范围小、线形失真大、分辨率低、后续处理复杂，因而不能适应对倾角进行精密测量要求。

发明内容：本实用新型的目的就是针对众多现有倾角传感器的上述缺点，发明一种能输出数字信号、且线性度高、测量范围大、分辨率高，因而能在复杂环境中作精密倾角测量的新型数字式倾角传感器。

为达上述目的，本实用新型的数字式倾角传感器，包括能将倾角转化为模拟信号的角度敏感头、以及后续电路，其特征在于：所述的后续电路是以下单元电路依序联接组成：模拟放大电路，其输入端与所述的角度敏感头的输出端相连接，对角度敏感头输出的模拟信号进行滤波放大，输出增益模拟信号；模/数转换电路，其输入端与模拟放大电路输出端相连接，将增益模拟信号转化为数值信号，输出数值信号；I/O接口电路，其输入端与模/数转换电路输出端相连接，对数值信号进行程序-电平调制，输出调制数值信号到I/O信号接口。

所述的角度敏感头，是由密封在绝缘盒体的两室内的导电液体作为电桥的两个相邻桥臂，而定值电阻作为电桥的另两个相邻桥臂而构成。

所述的模拟放大电路分为两级：第一级是两路平行的放大滤波电路，其平行输入端分别从角度敏感头电桥的两个采样输出端提取模拟信号，进行放大、滤波后，输出两路前置模拟信号；第二级为差分放大器，其两输入端与平行的放大滤波电路的两个输出端相联接，对两路前置模拟信号进行差分放大，输出增益模拟信号。

所述的两路平行的放大滤波电路，其中任一路是由脉冲发生器输出端之一与“与非门”放大器的输入端之一连接、再经“与非门”输出端与π形滤波电阻一端依次串联组成；“与非门”放大器的输入端之二即为放大滤波电路的一路输入端，π形滤波电阻另端即为放大滤波电路的一路输出端。

所述的模/数转换电路是16位串行输出式模/数转换集成电路，输出16位二进制数值信号。

所述的I/O接口电路，是由存储控制电路输出端与电平抑制电路输入端串联，电平抑制电路输出端联接I/O信号接口而组成。

所述的数字式倾角传感器的单元电路还包括9V直流稳压电路。

所述的数字式倾角传感器的角度敏感头、及所有单元电路均封装于带定位标识与基准平面的盒体内，并在非基准平面的盒壁上设有四芯接口，分别为两芯I/O信号接口，两芯电源接口。

本实用新型采用了模/数转换电路，将敏感头来的模拟角度信号转换为数值信号，为后续微电脑作多项数值处理、高精度数字显示等打下了基础；而差分放大电路的采用，在避免温度及电压波动导致零点漂移的基础上，大大提高了测定灵敏度；为进一步提高敏感头现场采样的精密、准确性，本实用新型采用了两次信号提升即：对敏感头出来的模拟信号进行一次滤波、放大提升，对模数转换后的数值信号进行一次程序、电平调制提升；经过上述电路改进，主要各项技术指标均有数倍到十倍以上的提高，具体如下：

灵敏度漂移：1‰/℃，零位漂移：8‰/℃，零位重复性：0.05度，线性度：±1％，响应时间：300MS，分辨率：1‰度，灵敏度：1000个计数脉冲/度角，工作温度：-35℃～70℃，输出电平兼容：TTL、CMOS，供电电流：15MA，频率响应：0.5HZ。

最后，所有上述单元电路均被集中安装在一只不大的传感器盒中，通过细电缆，可与微电脑数值处理器联接以作进一步数值处理，实现更多功能，也可与数字显示器直接联接，组合灵活，便于携带。

附图说明：以下结合附图对本实用新型进行说明。

图1为本实用新型具体实施例的电路原理框图。

图2为本实用新型具体实施例的外形示意图。

图3为本实用新型具体实施例的电路接线图。

具体实施方式：如图1所示：本实用新型的数字式倾角传感器实施例包括：