专利名称：车载姿态仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及确定载体姿态信息的装置，具体地指一种车载姿态仪。
背景技术：
在通信、雷达跟踪以及汽车定位等领域的导航中，载体的运动控制都需要用到载体姿态信息。陀螺就是常用来确定姿态的惯性传感器，但是高性能陀螺具有体积大、价格昂贵等问题，这些问题限制了高性能陀螺在某些场合的应用。此外，车辆的姿态信息如坡度、侧倾角、方位、气压、温度等参数的精度将直接影响通信、跟踪定位以及武器发射的可靠性。
发明内容有鉴于此，本实用新型的目的就在于提供一种小体积、低成本、高性能、高精度的车载姿态仪，该车载姿态仪能指示车辆的准确状态。实现本实用新型目的采用的技术方案是一种车载姿态仪，包括一安装载体；—单轴磁阻传感器，用于检测所述安装载体Z轴方向的磁场信息；—双轴磁阻传感器,用于检测所述安装载体X轴和Y轴方向的磁场信息；一信号调理电路，用于将所述单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器所检测的磁场信息转换为数字信号；一处理器，用于将所述信号调理电路输出的数字信号转换为显示信息；以及， 一显示器，用于显示所述处理器输出的显示信息。进一步地，该车载姿态仪还包括一基准源电路，其分别与所述信号调理电路和处理器连接。进一步地,该车载姿态仪还包括温度传感器、气压传感器和加速度传感器，所述三个传感器的信号输出端分别与所述信号调理电路的输入端连接。进一步地，该车载姿态仪还包括一监测反馈电路，其输入端分别与所述单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器、温度传感器、气压传感器和加速度传感器连接；其输出端与所述处理器连接。进一步地，该车载姿态仪还包括一置位/复位脉冲电路，其分别与所述单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器连接。在上述技术方案中，所用处理器为车载E⑶。本实用新型通过单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器构成的机体空间坐标系测量地磁三轴分量，从而获取安装载体的信息；并通过加速度传感器测量安装载体的俯仰角和侧倾角，然后通过坐标变换得到坡度和方位的参数值，从而得到载体的空间姿态信息。此外，还能通过气压传感器和温度传感器测量气压和温度。[0022]本实用新型还能通过监测反馈电路监测上述各传感器的状态，并实时地通过显示
器显示故障信息。
图I为本实用新型车载姿态仪的结构示意图；图2为监测反馈电路的电路结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。如图I所示，本实用新型车载姿态仪包括安装载体(图I中未示出)，及设于安装载体上的传感器单元100，传感器单元100中的各传感器将检测的信号传输至信号调理电路200，信号调理电路200将传感器单元100中传感器检测的模拟信号变换为数字信号后发送至处理器，本实施例中所用处理器可为单片机等微处理器，本实施例所用处理器为汽车ECU (Electronic Control Unit)300，即行车电脑。ECU300对变换后的数字信号进行处理后传输至显示器400进行显示。上述的传感器单元100包括单轴磁阻传感器101、双轴磁阻传感器102、温度传感器103、气压传感器104和加速度传感器105。其中，单轴磁阻传感器101垂直地安装于安装载体上，用于检测安装载体Z轴方向的磁场变化信息。双轴磁阻传感器102的Y轴与X轴及单轴磁阻传感器101的敏感轴构成机体空间坐标系，用于检测安装载体X轴和Y轴方向的磁场变化信息。温度传感器103用于检测安装载体所处环境的温度信息，将感应检测的温度信号传输至信号调理电路200。气压传感器104用于检测安装载体所处环境的气压信息，将感应检测的气压信号传输至信号调理电路200。加速度传感器105用于检测安装载体的加速度信息，将测量的安装载体的俯仰角和侧倾角信号传输至调理电路200。所用的信号调理电路200为现有常用的信号处理电路，用于将上述传感器单元100中的各个传感器感应检测的模拟信号进行放大、模/数转换后发送至ECU300进行信号处理。信号调理电路200和E⑶300均连接有基准源电路700，基准源电路700用于提供基准电压。本实施例中，单轴磁阻传感器101和双轴磁阻传感器102均与置位/复位脉冲电路600连接，置位/复位脉冲电路600能够提供一个瞬态的强恢复磁场，用于恢复或者保持单轴磁阻传感器101和双轴磁阻传感器102的特性。为能实时了解传感器单元100中各传感器的状态，本实用新型还增加一个监测反馈电路500，如图2所示，该监测反馈电路500的输入端与传感器连接，即与传感器单元100中的单轴磁阻传感器101、双轴磁阻传感器102、温度传感器103、气压传感器104和加速度传感器105连接；监测反馈电路500的输出端与E⑶300连接。本实施例以温度传感器103为例说明监测反馈电路500的工作过程。如温度传感器设计在正常使用温度范围-3(Tl20°C内，输出电压为O. 3(T4. 70V，考虑O. 15V的误差，所以当检测出信号电压小于O. 15V或大于4. 85ν时，通过单导通二极管，设置截止电压为此范围，检测不到电流，就判定该温度传感器信号系统发生短路或断路故障。即监测反馈电路500将故障信号发送至E⑶300，E⑶300对该故障信号进行处理后发送至显示器400进行故障显示，并启动故障指示灯。传感器单元100中的其它传感器的检测均可以通过现有的常规技术手段实现，此处不再赘述。本实用新型的工作过程为传感器单元100中的单轴磁阻传感器101和双轴磁阻传感器102构成的机体空间坐标系测量地磁三轴分量，从而获取安装载体的位置信息，从而确定载体的姿态信息；通过温度传感器103和气压传感器104检测安装载体所处环境的温度的气压；加速度传感器105检测安装载体的俯仰角和侧倾角信号。以上各传感器将感应检测的信号发送至信号调理电路200，进行信号滤波、放大、模/数转换等信号处理后发送至E⑶300，E⑶300按预设的程序对信号进行处理，如根据安装载体的俯仰角和侧倾角信号变换得到坡度、方位等参数。最后，E⑶300将处理后的信号发送至显示器400进行显示，如显示温度、气压、方位、坡度等信息，。其中对信号的处理和转换均为现有技术，此处 不再赘述。相对于现有技术中使用陀螺来确定载体的姿态信息，本实用新型体积小、成本低、性能好、精度高。
权利要求1.一种车载姿态仪，包括安装载体，其特征在于，还包括 一单轴磁阻传感器，用于检测所述安装载体Z轴方向的磁场信息； 一双轴磁阻传感器，用于检测所述安装载体X轴和Y轴方向的磁场信息； 一信号调理电路，用于将所述单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器所检测的磁场信息转换为数字信号； 一处理器，用于将所述信号调理电路输出的数字信号转换为显示信息；以及， 一显示器，用于显示所述处理器输出的显示信息。
2.根据权利要求I所述的车载姿态仪，其特征在于，还包括 一基准源电路，其分别与所述信号调理电路和处理器连接。
3.根据权利要求2所述的车载姿态仪，其特征在于，还包括 温度传感器、气压传感器和加速度传感器，所述三个传感器的信号输出端分别与所述 信号调理电路的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的车载姿态仪，其特征在于，还包括 一监测反馈电路，其输入端分别与所述单轴磁阻传感器、双轴磁阻传感器、温度传感器、气压传感器和加速度传感器连接；其输出端与所述处理器连接。
5.根据权利要求4所述的车载姿态仪，其特征在于，还包括 一置位/复位脉冲电路，其分别与所述单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器连接。
6.根据权利要求f5任一项所述的车载姿态仪，其特征在于所述处理器为车载ECU。
专利摘要本实用新型涉及车载姿态仪，其包括通过单轴磁阻传感器和双轴磁阻传感器，两者构成的机体空间坐标系，两片磁阻传感器组合感应检测空间磁场，从而确定载体的姿态信息。该车载姿态仪还带有监测反馈电路，用于监测各传感器的状态，并通过显示器实时地显示。本实用新型体积小、成本低、性能好、精度高。
文档编号G01C9/00GK202661076SQ20122034022
公开日2013年1月9日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者杨威, 杨国超, 熊国基, 熊中平, 祝挺 申请人:东风汽车公司