[发明专利]微硅式倾角传感器零位标校的方法

说明书

本发明涉及微硅式倾角传感器零位标校的方法，传感器包括壳体和位于壳体内的底座、基板、电机、微控制器和微硅芯片，壳体上设置有数据通讯接口，基板通过中心轴与底座铰接，电机通过齿轮配合与基板连接，微硅芯片焊接在基板上，其特征是还包括与中心轴同轴线并且固定连接的角度编码器，微硅芯片和角度编码器的信号输出端分别与微控制器的信号输入端连接，微控制器的控制信号输出端与电机的控制信号输入端连接。对上述微硅式倾角传感器进行零位标校的方法，包括以下步骤：确定微硅芯片敏感轴与倾角传感器指向的一致性；精确定位0°和180°，进行零位标校。本发明结构简单、使用方便并能确保定位精度从而提高零位精度。

技术领域

本发明涉及水平偏离值的测量装置零位标校，具体而言是微硅式倾角传感器零位标校的方法。

背景技术

倾角传感器广泛应用于土木建筑、兵器、航空航天及生物工程等领域。微硅式倾角传感器是目前普遍使用的倾角传感器品种，它以微硅(MEMS)倾斜传感器芯片焊接在基板上作为测量元件，并与基座、微控制器及数据处理电路等组成传感设备，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、灵敏度高、可批量化生产、易于集成和实现智能化等优点。但由于该类传感器以基座底面为测量基准，因此要求装配时尽量保证微硅芯片的零位与底座基面一致，另外，通过数据处理将微硅芯片的示值修正为基准零位。即现有的微硅式倾角传感器缺点为：装配难度较大；微硅虽可以进行补偿，但范围有限；微硅零位会随时间和温度而漂移，需经常标定，否则零位误差较大。

为了进一步的提高零位精度，出现了采用零位自标校技术以抵消零位误差的微硅式倾角传感器。此类微硅式倾角传感器在每次测量前都会首先运行零位自标校程序，并将标校结果引入倾角测量，因此精度有较大提高，但也是存在缺陷：首先，虽然零位自标校解决了微硅芯片与水平基准的零位误差，但安装误差难免存在，微硅芯片的敏感方向与传感器指示的方向可能不一致，这样在进行测量时，输出倾斜量与实际倾斜量之间存在误差；其次，在进行零位自动标定时，挡块和接近开关的精度较低，实际转动量大于或小于180°，零位误差重复性较差。

针对现有技术的上述不足，本发明提出了结构简单、使用方便并能确保定位精度从而提高零位精度的微硅式倾角传感器零位标校的方法。

发明内容

本发明的目的是提供结构简单、使用方便并能确保定位精度从而提高零位精度的微硅式倾角传感器零位标校的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种微硅式倾角传感器，包括壳体和位于壳体内的底座、基板、电机、微控制器和微硅芯片，壳体的上表面设置有指向传感器敏感方向的箭头，壳体上设置有数据通讯接口，基板包括转盘、从动齿轮和中心轴，转盘、从动齿轮和中心轴同轴线并且自上而下连接成一体，基板通过中心轴与底座铰接，电机位于底座内，电机的输出轴上设置有主动齿轮，电机通过主动齿轮同从动齿轮的配合与基板连接，微硅芯片焊接在基板上，还包括角度编码器，角度编码器与中心轴同轴线并且固定连接，微硅芯片和角度编码器的信号输出端分别与微控制器的信号输入端连接，微控制器的控制信号输出端与电机的控制信号输入端连接，微控制器与上位机之间通讯，对所述的微硅式倾角传感器进行零位标校的方法，包括以下步骤：

S1.确定微硅芯片敏感轴与倾角传感器指向的一致性；

S1.1.将倾角传感器平稳放置在工作面与水平面有5°-10°夹角的大理石平台上，使倾角传感器壳体箭头指示方向与平台倾斜方向一致，且箭头指向工作台上仰方向；

S1.2.将倾角传感器与上位机连接；

S1.3.上电；

S1.4.待倾角传感器正常启动后，通过上位机启动电机，使基板缓慢转动；

S1.5.通过上位机监控微硅芯片的实时输出电压；

S1.6.当微硅芯片的输出电压最大时，上位机控制电机停止转动；