[实用新型]双轴倾角传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，特别是一种双轴倾角传感器，是一种用加速度计芯片制作的数字式传感器，安装与设备上，用于测量设备在水平面上绕X轴和Y轴方向的倾角，为设备的调平提供水平基准。

背景技术

随着我国经济的迅速发展，科技的进步，国内倾角传感器市场急需一种高分辨率、低功耗、反应快、成本低的产品。

目前，测量倾角的传感器都是采用感应倾角的变化，通过输出变化的电压信号来反映倾角的变化。这种传感器的反应速度慢，对测量环境要求高，并且，传统的倾角传感器的功耗较高。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种通过加速度计芯片感知地球重力加速度在其测量轴上的分量的大小来确定物体的倾斜角度，再经电压信号输出反映角度的输出信号的一种双轴倾角传感器。

为此，本实用新型提供了一种双轴倾角传感器，其中，包括用于将感应的重力加速度信号转换成电压信号的加速度计芯片，所述加速度计芯片的电压输出信号经A/D转换模块接至用于对该电压信号进行角度分析处理的CPU计算模块，所述CPU计算模块的输出经信号转换模块以RS422接口信号输出。

本实用新型通过加速度计芯片感知地球重力加速度在其测量轴上的分量的大小来确定物体的倾斜角度。比电解质、水银、热能斜度测量仪响应快、功耗低。为了保证加速度计芯片工作在最佳状态，在加速度计印制板所在处上下布上铜箔，并打上导热通孔，用于传热，并使加速度计周围热场均匀。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的逻辑框图；

图2为本实用新型的电源稳压电路图；

图3为本实用新型采用MODEL1221芯片作为加速度计芯片的电路连接图；

图4为本实用新型采用ADS1225的电路图；

图5为本实用新型CPU计算模块的一个电路图；

图6为本实用新型信号转换模块的一个电路图。

具体实施方式

图1为本实用新型的逻辑框图。如图1所示，本实用新型为一种双轴倾角传感器，其中，包括用于将感应的重力加速度信号转换成电压信号的加速度计芯片1，加速度计芯片1的电压输出信号经A/D转换模块2接至用于对该电压信号进行角度分析处理的CPU计算模块3，CPU计算模块3的输出经信号转换模块4以RS422接口信号输出。

上述实施例中，还包括用于给加速度计芯片1和A/D转换模块2的模拟部分提供5伏电压，并且给A/D转换模块2的数字部分、CPU计算模块3和信号转换模块4提供3.3伏电压的电源稳压电路，如图2所示，为电源稳压电路图。输入电压为8～10V，经电源芯片REG102-5(U1)及REG102-3.3(U2)稳压后输出5V及3.3V，5V电压供应加速度计及A/D转换的模拟部分，3.3V电压供应A/D转换的数字部分、CPU计算模块及信号转换模块。

上述实施例中，加速度计芯片1选用美国硅设计公司的低噪音加速度计芯片MODEL1221，图3为本实用新型采用MODEL1221芯片作为加速度计芯片的电路连接图。如图3所示，MODEL1221芯片U5的端脚2、5、6、18和端脚19一起接地，同时又通过电容C20接至两个电阻分配所述电源稳压电路5伏电压后的2.5伏电压点；所述MODEL1221芯片U5的端脚3、9、11和端脚14一起接至所述电源稳压电路的5伏电压输出端，同时又通过并联的两个电容C19、C10接地；MODEL1221芯片U5的端脚8(为内部稳定传感器感应信号)连接至CPU计算模块3，用于温度补偿，同时又通过电阻R15接地。MODEL1221芯片U5感应的重力分量的变化在-1g～+1g之间，相应的，使得Vdd为+5V时，差分输出模拟量的线性变化在-2.4V～+2.4V之间。为了提高采样精度并匹配A/D采样的输入范围，应将A/D的参考电压设为+2.5V。测试应满足以下条件：

当差分输出AINP-AINN＝2.5V时，A/D转换的结果应为7FFFFFH；当AINP-AINN＝-2.5V时，A/D转换的结果应为800000H。