專利名稱：礦用本安型數字傾角傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及傾角傳感器，尤其是涉及礦用本安型數字傾角傳感器。
背景技術：
液壓支架電液控制系統是實現煤礦綜采工作面自動化控制的核心技術，為煤礦綜采工作面高效、安全、連續、穩定地生產提供了保證。礦用本質安全型傾角傳感器是支架電液控制系統的一個重要組成單元，用來進行支架動作過程中姿態控制和高度控制，實現支架平衡千斤頂動作過程的閉環控制和支架的動作高度控制。目前，國內所使用的電液控制系統大部分依靠國外進口，因此，存在價格高、交貨周期長、傾角傳感器配件價格昂貴、售后服務不及時等問題，這些因素嚴重地制約了電液控制技術的推廣。

發明內容
本發明目的在于提供一種信號采集精度高、制造成本低廉的礦用本安型數字傾角傳感器。為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案
本發明所述的礦用本安型數字傾角傳感器，包括加速度傳感器，所述加速度傳感器信號輸出端通過信號調理電路與A/D轉換模塊輸入端連接，所述A/D轉換模塊信號輸出端與微處理器信號輸入端連接；所述微處理器信號輸出端通過信號轉換模塊與數字量輸出接口連接。本發明優點在于采用加速度傳感器感應重力加速度在其測量軸上分量的大小來確定物體的傾斜角度，相比水銀、電解質、熱能傾角測量儀響應快、功耗低。此外，采用了高性能的16位A/D轉換器，提高了傾角測量的分辨率。


圖1是本發明的電路原理框圖。圖2是本發明的加速度傳感器模塊電路原理圖。圖3是為本發明的A/D轉換模塊電路原理圖。圖4是本發明的微處理器電路原理圖。圖5是本發明的信號轉換電路原理圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發明所述的礦用本安型數字傾角傳感器，包括加速度傳感器，所述加速度傳感器信號輸出端通過信號調理電路與A/D轉換模塊輸入端連接，所述A/D轉換模塊信號輸出端與微處理器信號輸入端連接；所述微處理器信號輸出端通過信號轉換模塊與數字量輸出接口連接。加速度傳感器感應重力加速度并轉化成電壓信號，該電壓信號經A/D轉換模塊處理后由微處理器進行分析處理得到傾角信號，所述傾角信號經信號轉換模塊后輸出給 RS485數字量接口 ；電源模塊負責為整個系統包括加速度傳感器、A/D轉換模塊、微處理器、 信號轉換模塊及485接口提供穩定的3. 3V電源。如圖2所示為所述加速度傳感器，采用3. 3V供電，其電源和地之間加入去耦和旁路電容C15、C16，以減小電源對輸出信號的影響；電容C17、C18實現對信號噪聲的削弱，確定了加速度傳感器的輸出帶寬。如圖3所示為所述A/D轉換模塊，該16位A/D轉換模塊通過SPI與微處理器通信， 由微處理器發送控制字分時對兩路模擬信號進行A/D轉換，并把A/D轉換的結果通過SPI 傳送至微處理器。其電源和地之間加入去耦和旁路電容C19、C20，以減小電源對輸出信號的干擾
如圖4所示為微處理電路，采用NXP的一款ARM7內核的MCU，該MCU通過SPI與A/D轉換模塊通訊獲取加速度對應的數字信號通過分析、計算(雙軸和單軸兩種模式)得到傾角信息，并通過兩個異步串行接口(UART)輸出角度信號。如圖5所示為所述信號轉換模塊，該模塊采用的485轉換芯片可提供差模過壓保護，避免RS-485總線與電力線短路時對芯片造成損壞；具有失效保護，用戶可以實現最小的外圍電路設計。電路加入了終端電阻R32、R4(均為120Ω)，以減少信號的反射，保證485 通信的可靠性。
權利要求
1. 一種礦用本安型數字傾角傳感器，其特征在于包括加速度傳感器，所述加速度傳感器信號輸出端通過信號調理電路與A/D轉換模塊輸入端連接，所述A/D轉換模塊信號輸出端與微處理器信號輸入端連接；所述微處理器信號輸出端通過信號轉換模塊與數字量輸出接口連接。
全文摘要
本發明公開了一種礦用本安型數字傾角傳感器，包括加速度傳感器，所述加速度傳感器信號輸出端通過信號調理電路與A/D轉換模塊輸入端連接，所述A/D轉換模塊信號輸出端與微處理器信號輸入端連接；所述微處理器信號輸出端通過信號轉換模塊與數字量輸出接口連接。本發明優點在于采用加速度傳感器感應重力加速度在其測量軸上分量的大小來確定物體的傾斜角度，相比水銀、電解質、熱能傾角測量儀響應快、功耗低。此外，采用了高性能的16位A/D轉換器，提高了傾角測量的分辨率。
文檔編號G01C9/00GK102494671SQ20111036728
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者劉小霞, 崔建民, 崔科飛, 李曉亞, 李鵬, 王永強, 高有進, 魯科 申請人:鄭州煤機液壓電控有限公司, 鄭州煤礦機械集團股份有限公司