[实用新型]一种数字式倾角传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感器，尤其是涉及一种数字式倾角传感器。

背景技术

随着传感器技术的快速发展，以及电子技术和计算机技术的日益成熟，已经有越来越多的全数字智能倾角传感器逐渐代替传统的模拟信号输出的模拟倾角传感器，并且在性能上远高于传统的模拟倾角传感器。相比模拟倾角传感器，数字式倾角传感器具有测量精度高、分辨率高、输出信号抗干扰能力强及可直接接入计算机进行数字处理等优点。

2008年1月16日授权公告的中国实用新型专利“双轴倾角传感器”（专利号：ZL200620136463.1，授权公告号：CN 201007649Y）是一种数字式倾角传感器，其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。该双轴倾角传感器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，响应快、功耗低。但该双轴倾角传感器的分辨率仍然不高，这样将会给后续的数字处理带来极大的困难；同时，该双轴倾角传感器存在温漂现象，将直接影响测量精度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够有效提高分辨率，且能够解决温漂问题以提高测量精度的数字式倾角传感器。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数字式倾角传感器，其特征在于包括倾角传感器芯片、信号调理放大模块、A/D模数转换模块、信号处理模块和信号输出模块，所述的倾角传感器芯片集成有用于感应载体的温度的温度传感器，所述的倾角传感器芯片、所述的信号调理放大模块、所述的A/D模数转换模块、所述的信号处理模块和所述的信号输出模块依次连接，所述的倾角传感器芯片与所述的信号处理模块连接；所述的倾角传感器芯片传输用于表示所述的温度传感器感应得到的载体的温度的数字温度信号给所述的信号处理模块，所述的倾角传感器芯片感应重力加速度信号，并转换重力加速度信号为模拟差分电压信号，传输模拟差分电压信号给所述的信号调理放大模块，所述的信号调理放大模块传输其处理后的模拟差分电压信号给所述的A/D模数转换模块，所述的A/D模数转换模块转换模拟差分电压信号为数字电压信号，并传输数字电压信号给所述的信号处理模块，所述的信号处理模块对其接收到的数字电压信号和数字温度信号进行处理获得载体的倾斜角度信息，并传输载体的倾斜角度信息给所述的信号输出模块，所述的信号输出模块转换载体的倾斜角度信息为串口输出信号，通过设置于所述的信号输出模块上的串口接口输出。

所述的信号处理模块分别通过SPI总线与所述的A/D模数转换模块和所述的倾角传感器芯片连接。

所述的信号输出模块上设置有RS485串口接口，所述的信号输出模块转换载体的倾斜角度信息为RS485串口输出信号，并通过设置于所述的RS485串口接口输出。

所述的倾角传感器芯片的型号为SCA103T。

所述的信号调理放大模块包括型号为INA114的差分运放芯片及主要由型号为LTC1062的芯片和型号为OP177的芯片组成的低通滤波电路，所述的差分运放芯片放大所述的倾角传感器芯片输出的模拟差分电压信号，并传输放大后的模拟差分电压信号给所述的低通滤波电路，所述的低通滤波电路滤波处理其接收到的模拟差分电压信号，并传输滤波处理后的模拟差分电压信号给所述的A/D模数转换模块。

所述的A/D模数转换模块采用型号为AD7732的A/D转换器芯片。

所述的信号处理模块采用型号为ATMEGA16的单片机。

所述的信号输出模块采用型号为MAX485的芯片。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于通过在倾角传感器芯片与A/D模数转换模块之间设置一个信号调理放大模块，由信号调理放大模块对倾角传感器芯片输出的模拟电压信号进行放大和滤波处理，再将处理后的模拟电压信号传输给A/D模数转换模块，通过信号调理放大模块的处理，能够有效提高传感器的分辨率；另一方面，该倾角传感器芯片集成有温度传感器，倾角传感器芯片将用于表示温度传感器感应得到的载体的温度的数字温度信号传输给信号处理模块进行分析处理，为实际测量提供了温度补偿，能够有效解决温漂问题，提高测量精度。此外，本数字式倾角传感器采用微机电系统（MEMS，Micro-Electro-Mechanical Systems）的倾角传感器芯片进行倾角测量，使本数字式倾角传感器具有体积小、成本低、精度高、可靠性良好等优点。

附图说明