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在建筑機(jī)械、路面機(jī)械、港口機(jī)械、起重機(jī)械等工程機(jī)械領(lǐng)域中 , 為了達(dá)到機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和姿態(tài)控制的目的 , 要求傾角傳感器能精確測量某平面相對水平面的傾斜角度。
傾角傳感器用于操作動作頻繁、露天等環(huán)境惡劣的場合 , 因此在響應(yīng)速度、可靠性、體積、穩(wěn)定性、使用壽命和成本方面要求很高。基于 MEMS?加速度傳感器的傾角傳感器采用體積小、功耗低、響應(yīng)速度快和高可靠的傳感元件 , 已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械領(lǐng)域。然而此類傾角傳感器均存在零位偏差 , 如果不對傾角傳感器進(jìn)行零位偏差補(bǔ)償 , 將會影響傾角傳感器的精度。
傾角傳感器的測量原理
在微加速度傳感器中, 通過測量力或位移來得到加速度。而測量力或位移的方法有很多 , 根據(jù)不同的檢測方法 , 可將微加速度傳感器分別稱為壓阻式、電容式、諧振式、伺服式和隧道式加速度微傳感器。
電容式加速度微傳感器具有靈敏度高、直流響應(yīng)和噪聲特性好、溫漂低、低溫靈敏度好、功耗低等優(yōu)點, 因此采用MEMS 傳感器作為微加速度傳感器。其敏感元件的簡化結(jié)構(gòu)。當(dāng)傳感器感受到加速度作用時 , 中央極板隨彈性梁向固定極板的一端移動 , 使兩極板電容值不相等 , 即 C S1
傾角傳感器包括電源模塊、加速度傳感器模塊、濾波模塊、溫度傳感器模塊、微處理器模塊、參數(shù)存儲模塊、通訊模塊。加速度傳感器為雙軸加速度傳感器 , 能同時測量兩個正交方向的加速度 , 輸出信號為 2 路 PWM 脈波 , 其脈波占空比分別與兩敏感軸方向上所受的加速度成正比。在零位標(biāo)定后 , 標(biāo)定因數(shù)存儲于參數(shù)存儲模塊中 , 微處理器處理輸出的脈
波信號并進(jìn)行線性補(bǔ)償 , 通過 CAN 總線輸出傾斜角度。
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