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在建筑機械、路面機械、港口機械、起重機械等工程機械領域中 , 為了達到機械狀態監測和姿態控制的目的 , 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、露天等環境惡劣的場合 , 因此在響應速度、可靠性、體積、穩定性、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、響應速度快和高可靠的傳感元件 , 已經廣泛應用于工程機械領域。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行零位偏差補償 , 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、直流響應和噪聲特性好、溫漂低、低溫靈敏度好、功耗低等優點, 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構。當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<C S2 , 并使中央極板電壓輸出的幅值隨傳感器所敏感到的加速度變化而變化。

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。在零位標定后 , 標定因數存儲于參數存儲模塊中 , 微處理器處理輸出的脈

波信號并進行線性補償 , 通過 CAN 總線輸出傾斜角度。