[发明专利]一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器

摘要

一种组合敏感元件高精度倾斜角传感器，属于传感器领域。包括工装模块、传感器外壳、敏感元件芯片、信号处理电路模块、电源管理滤波电路、微处理器、数字量输出模块。将2个以上小量程集成倾斜角敏感元件芯片，依位置关系固定在工装模块上；当工装模块随传感器外壳转动时，多个倾斜角敏感元件芯片的输出信号依次进入信号处理电路模块上的微处理器，微处理器根据传感器外壳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的信号进行程序化处理，扩大整体倾斜角传感器测量范围。本发明通过不同量程或不同分辨率的多个敏感元件芯片通过空间位置组合，经过微处理器和电子电路模块处理，最终实现高精度大量程倾斜角度测量。

主权项

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)、电源管理和滤波电路(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，并且小量程集成倾斜角敏感元件芯片工作时的测量范围在芯片测量量程的70％以下；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；工装模块(1)根据倾斜角敏感元件芯片(3)的分辨率要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)的第一斜面与水平面夹角设计为：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；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芯片依次进入测量量程，微处理器对各个敏感元件芯片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。