[发明专利]一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器

权利要求书

1.一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：包括工装模块(1)、传感器外壳(2)、敏感元件芯片(3)、信号处理电路模块(4)、电源管理滤波电路(5)、微处理器(6)、数字量输出模块(7)；通过工装模块(1)的设计，将2个以上测量范围小于±90°的70％以下的小量程集成倾斜角敏感元件芯片(3)，依位置关系固定在工装模块(1)上；当工装模块固定并随传感器外壳(2)转动时，信号处理电路模块(4)上的微处理器(6)根据传感器外壳(2)相对水平面倾斜角度的变化，采集相应的多个敏感元件芯片(3)的信号进行程序化处理，实现扩大整体倾斜角传感器测量范围的目的；电源管理和滤波电路(5)对倾斜角敏感元件芯片提供标准化稳定的供电电源，并对原始信号进行高频滤波；

信号处理电路模块(4)上的数字量输出模块(7)将实时倾斜角度信息以二进制、十进制、十六进制、格雷码数据格式通过SPI、SSI、RS-232、RS422、RS-485、CAN总线、LIN总线通信方式发送输出电信号。

2.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于工装模块(1)根据倾斜角敏感元件芯片(3)的分辨率、或满足线性度精度要求，或满足测量精度要求，相对水平零点位置的测量范围为±θ角度；工装模块(1)的设计第一斜面与水平面夹角为根据“量程和精度”选用的敏感元件芯片全量程的一半，α＝θ角；工装模块的第二斜面与水平面的夹角β＝3×θ；采用三个敏感元件芯片，第三个斜面与水平面的夹角γ＝5×θ，依次类推，第N个斜面与水平面的夹角(2N-1)×θ；当倾斜角传感器按指定方向转动时，多个小量程高分辨率敏感元件依次进入测量量程，微处理器对各个敏感元件测量的各自区间及分界点进行标定，线性度较准，温度补偿处理，经后续集成电路对角度信号进行标准化。

3.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：信号处理电路模块(4)上增加LED，LCD，OLED，彩色液晶显示模块(8)，构成带读数显示的高精度倾斜角传感器。

4.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：信号处理电路模块(4)上增加继电器及驱动电路模块(9)，将微处理器(6)处理后的数字信号，增加上下限报警逻辑判断，电路中设置1～4个继电器或数字开关电路，实现超限报警功能。

5.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：信号处理电路模块(4)上增加DAC转换电路(10)，将数字信号转换为0～5V、0～10V、±5V、±10V、4～20mA，0～20mA模拟信号输出。

6.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：信号处理电路模块(4)上增加无线发射模块(11)，将实时倾斜角信息以无线形式发送至接收单元，构成具有无线通讯功能的高精度倾斜角传感器。

7.根据权利要求1所述一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，其特征在于：将两个工装模块(1)垂直放置，实现二维X-Y平面两个方向大量程高精度的测量。