专利名称：一种倾角传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及倾斜角度测量装置，尤其是涉及一种倾角传感器。
背景技术：
目前市场上的倾角传感器大部分使用的重力加速度型角度传感器，即根据地球的引力大小的原理来测量角度数据。而重力加速度(即由地球引力引起)又受纬度和海拔高度的影响。因此传感器在不同海拔高度和纬度的地域使用测量的结果是不一样的。到目前为止市场上还没有解决类似问题的厂家。另外，重力加速度型的倾角传感器受外部加速度的影响较严重，如果不做率波处理就不适合应用于震动环境的角度测量。即使市场有部分产品加了硬件滤波处理和一些软件的滤波算法，但是他们不能根据用户的需要更改滤波参数，如滤波器采样率、截止频率以及数字滤波的Taps值等技术处理。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种测量角度不受地理位置的影响，且测量精度高、响应速度快的倾角传感器。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，所述的倾角芯片与A/D转换器连接，所述的MCU处理器分别与A/D转换器、参数保存模块和CAN通讯模块连接，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理1)将角度电压值减去
O角度时的电压值后，再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值；2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。O角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤分别得到11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以一设定角度为步长旋转360度，得到每转一步长时倾角芯片输出的电压值，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值；12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到O度点，此点对应的电压值即为O角度时的电压值；13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的O角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度和标准加速度的比率值，得到各自的计算电压值；14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合，得到各二次曲线的系数值，即得到二次曲线。所述的步骤I)中的设定角度为3 5度。所述的步骤I)中的使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。所述的步骤I)中标准加速度为9. 8m/s2。
与现有技术相比，本发明具有以下优点I、测量角度不受地理位置的影响；2、测量精度高、响应速度快。
图I为本发明的流程图；图2为本发明的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例如图I所示，一种倾角传感器，包括倾角芯片I、A/D转换器2、MCU处理器3、电源模块4、参数保存模块5和CAN通讯模块6。倾角芯片I与A/D转换器2连接，MCU处理器3分别与A/D转换器2、参数保存模块5和CAN通讯模块6连接。倾角芯片可以为加速度传感器。用户使用时，MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理步骤101)用户使用时，首先将使用地的加速度乘以十的七次方后,通过CAN通讯模块6写入到参数保存模块5存储起来；步骤102)倾角芯片I采集到倾角电压值，经A/D转换器2转换成数字信号后发送给MCU处理器3，MCU处理器3将角度电压值减去O角度时的电压值后，再除以使用地加速度(如9. 7m/s2)和标准加速度的比率，得到一中间值，标准加速度为9.8m/s2，使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。步骤103)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。O角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤得到步骤11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以5度为步长旋转360度，得到每转5度时倾角芯片输出的电压值，总共可得到360/5 = 72个数据，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值；步骤12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到O度点，此点对应的电压值即为O角度时的电压值；步骤13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的O角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度(如9. 6m/S2)和标准加速度
9.8m/s2的比率值，得到各自的计算电压值；步骤14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合(y=ax2+bx+c)，得到各二次曲线的系数值a、b、c，即得到二次曲线。
权利要求
1.一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，所述的倾角芯片与A/D转换器连接，所述的MCU处理器分别与A/D转换器、参数保存模块和CAN通讯模块连接，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理 1)将角度电压值减去O角度时的电压值后，再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值； 2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。
2.根据权利要求I所述的一种倾角传感器，其特征在于，O角度时的电压值、存储在参数保存模块中的所有的电压值和二次曲线通过以下步骤分别得到 11)首先将倾角传感器放置在旋转台上，并以一设定角度为步长旋转360度，得到每转一步长时倾角芯片输出的电压值，这些电压值即为存储在参数保存模块中的所有的电压值； 12)对步骤11)中采集到的所有的电压值进行正弦曲线拟合，并从拟合后的正弦曲线上找到O度点，此点对应的电压值即为O角度时的电压值； 13)将步骤11)采集到的所有的电压值分别减去步骤12)中得出的O角度时的电压值后再乘以步骤11)中的电压值的采集地的加速度和标准加速度的比率值，得到各自的计算电压值； 14)然后依次取三个相邻采集点的计算电压值，并分别进行二次曲线拟合，得到各二次曲线的系数值，即得到二次曲线。
3.根据权利要求2所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤I)中的设定角度为3 5度。
4.根据权利要求I所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤I)中的使用地加速度由用户通过CAN通讯模块输入。
5.根据权利要求I所述的一种倾角传感器，其特征在于，所述的步骤I)中标准加速度为 9. 8m/S2。
全文摘要
本发明涉及一种倾角传感器，包括倾角芯片、A/D转换器、MCU处理器、参数保存模块和CAN通讯模块，其特征在于，所述的MCU处理器按如下步骤对倾角芯片产生的角度电压值进行处理1)将角度电压值减去0角度时的电压值后再除以使用地加速度和标准加速度的比率，得到一中间值；2)将中间值与存储在参数保存模块中的所有的电压值进行比较，找出与中间值最相近的电压值，则该电压值所在的二次曲线即为中间值所对应的二次曲线，再将中间值带入该二次曲线计算出角度值。与现有技术相比，本发明具有测量角度不受地理位置的影响，且测量精度高、响应速度快等优点。
文档编号G01C9/00GK102954786SQ20111024070
公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月21日 优先权日2011年8月21日
发明者董寿伟, 张卫东, 马性辉 申请人:赫斯默(上海)电子科技有限公司