在建筑机械、路面机械、港口机械、起重机械等工程机械领域中 , 为了达到机械状态监测和姿态控制的目的 , 要求倾角传感器能精确测量某平面相对水平面的倾斜角度。

倾角传感器用于操作动作频繁、露天等环境恶劣的场合 , 因此在响应速度、可靠性、体积、稳定性、使用寿命和成本方面要求很高。基于 MEMS 加速度传感器的倾角传感器采用体积小、功耗低、响应速度快和高可靠的传感元件 , 已经广泛应用于工程机械领域。然而此类倾角传感器均存在零位偏差 , 如果不对倾角传感器进行零位偏差补偿 , 将会影响倾角传感器的精度。

倾角传感器的测量原理

在微加速度传感器中, 通过测量力或位移来得到加速度。而测量力或位移的方法有很多 , 根据不同的检测方法 , 可将微加速度传感器分别称为压阻式、电容式、谐振式、伺服式和隧道式加速度微传感器。

电容式加速度微传感器具有灵敏度高、直流响应和噪声特性好、温漂低、低温灵敏度好、功耗低等优点, 因此采用MEMS 传感器作为微加速度传感器。其敏感元件的简化结构。当传感器感受到加速度作用时 , 中央极板随弹性梁向固定极板的一端移动 , 使两极板电容值不相等 , 即 C S1

倾角传感器包括电源模块、加速度传感器模块、滤波模块、温度传感器模块、微处理器模块、参数存储模块、通讯模块。加速度传感器为双轴加速度传感器 , 能同时测量两个正交方向的加速度 , 输出信号为 2 路 PWM 脉波 , 其脉波占空比分别与两敏感轴方向上所受的加速度成正比。在零位标定后 , 标定因数存储于参数存储模块中 , 微处理器处理输出的脉

波信号并进行线性补偿 , 通过 CAN 总线输出倾斜角度。