[发明专利]定时定向传感器搭载平台及其测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器测量领域，特别是涉及一种定时定向传感器搭载平台及其测量方法。

背景技术

在做大气科学、气象学、建筑物理、太阳能利用等科研及工程技术中，往往需要测量一个空间范围内我们所需要的物理量，如半球天空的太阳辐射量、广场各个方向的噪音、不同方向的风速、空间内的连续图像等等。这些都需要实时采集整个三维空间内所有方向通过空气、水等介质传输过来的物理量，这样就需要在每个物理量来的方向都需要安装一组传感器，这样势必会增加传感器部署的成本。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的弊端，提供一种定时定向传感器搭载平台及其测量方法，只需在一个方位搭载一组不同倾角的传感器，根据角度与时间的设定转动平台，从而测量出各个方向的物理量，减少传感器的安装数量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种定时定向传感器搭载平台，其中：该搭载平台包括控制主机部分和机械部分。所述控制主机部分包括单片机、时钟芯片模块、步进电机驱动器、角度传感器、ADC 模数转换模块、SD卡存储模块、电源，控制主机部分所有组成部分均集成于一块电路板上。

同时提供一种定时定向传感器搭载平台的测量方法。

本发明具有节省成本、适用范围广泛、精度高、易使用、效率高等优势。在做大气科学、气象学、建筑物理、太阳能利用等科研及工程技术中，需要实时采集整个三维空间内所有方向通过空气、水等介质传输过来的物理量时，只需要部署一个方向不同倾角的一组传感器即可，倾角角度范围为0～90 度，一般情况下可以节省75％以上传感器部署成本。采用步进电机驱动，配合上平台矫正的方法，能够保证平台旋转的角度误差范围为±1度，具备精度高的特点。

本发明周期时间跨度短，一般十分钟以内可以测量一个周期的数据；定位精度高，使用步进电机和齿轮减速传递，平台旋转精度可以保证在1个角度范围内，可以满足方向性敏感的物理量的测量。

本发明数据易规整，SD卡中存储的有时间、角度等数据，在做数据处理的时候可以很容易匹配到传感器所采集的数据。而且在后期处理中，可采用插值法，推算出任意角度与方向的数据值。

附图说明

图1a为本发明的结构主视图；

图1b为本发明的结构底视图；

图1c为本发明的结构顶视图；

图2为本发明的控制主机结构图；

图3为本发明的控制方式框图；

图4a为本发明的45度设定角旋转示意图；

图4b为本发明的45度设定角矫正示意图。

图中：

1.控制主机 2.时钟芯片模块 3.ADC模数转换模块 4.角度传感器

5.SD卡存储模块 6.步进电机驱动器 7.单片机 8.转盘 9.转盘底座

10.步进电机 11步进电机齿轮 12.主轴齿轮 13.步进电机导线

14.角度传感器数据线 15.角度传感器 16.角接触轴承组件

17.传感器数据线 18.传感器搭载平台 19.传感器 20.主轴

21.机械部分 22.电源

具体实施方式

下面结合附图对本发明的定时定向传感器搭载平台及其测量方法进一步说明。

本发明的定时定向传感器搭载平台中，默认所测量对象在较短时间内或测量周期内变化甚微，可忽略不计。

本发明的定时定向传感器搭载平台包括控制主机部分1和机械部分21 两部分，控制主机部分1包括单片机7、时钟芯片模块2、步进电机驱动器 6、角度传感器4、ADC模数转换模块3、SD卡存储模块5；机械部分21 包括转盘8、转盘底座9、步进电机10、步进电机齿轮11、主轴20、主轴齿轮12、传感器19、传感器数据线17、角度传感器15、角度传感器数据线 14、步进电机导线13、角接触轴承组件16、传感器搭载平台18。