專利名稱：礦用本安型模擬傾角傳感器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及傾角傳感器，尤其是涉及礦用本安型模擬傾角傳感器。
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。
發明內容本實用新型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模擬傾角傳感器。為實現上述目的，本實用新型可采取下述技術方案本實用新型所述的礦用本安型模擬傾角傳感器，包括加速度傳感器模塊，所述加速度傳感器模塊信號輸出端通過A/D轉換模塊與信號處理模塊輸入端連接，所述信號處理模塊輸出端通過D/A轉換模塊與信號調理模塊輸入端連接，所述信號調理模塊輸出端與模擬量輸出接口連接。本實用新型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是本實用新型的電路原理框圖。圖2是本實用新型的加速度傳感器模塊電路原理圖。圖3是為本實用新型的A/D轉換模塊電路原理圖。圖4是本實用新型信號處理模塊電路原理圖。圖5是本實用新型信號調理模塊電路原理圖。圖6是本實用新型穩壓電源電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型所述的礦用本安型模擬傾角傳感器，包括加速度傳感器模塊，所述加速度傳感器模塊信號輸出端通過A/D轉換模塊與信號處理模塊輸入端連接， 所述信號處理模塊輸出端通過D/A轉換模塊與信號調理模塊輸入端連接，所述信號調理模塊輸出端與模擬量輸出接口連接。[0014]加速度傳感器模塊感應重力加速度并轉化成電壓信號，所述電壓信號經A/D轉換模塊處理后由信號處理模塊(MCU)進行分析處理得到傾角信號，所述傾角信號經D/A轉換模塊輸出模擬量信號，所述模擬量信號通過信號調理模塊輸出0. 5V-4. 5V的電壓信號。所述電源模塊可提供5V和3. 3V直流穩壓電源，為加速度傳感器模塊、A/D轉換模塊、信號處理模塊(MCU)提供穩定3. 3V電源；為信號調理模塊提供穩定的5V電源。圖2為所述加速度傳感器模塊電路原理圖，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模塊的輸出帶寬。圖3為所述A/D轉換模塊電路原理圖，該16位A/D轉換芯片通過SPI與信號處理模塊(MCU)通訊，由信號處理模塊(MCU)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傳送至信號處理模塊(MCU)。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圖4為所述信號處理模塊(MCU)，采用NXP的一款ARM7內核的微處理器，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(單軸模式)得到傾角信息， 所述傾角信號經由信號處理模塊(MCU)內部集成的D/A轉換轉化成模擬量輸出。圖5為所述為信號調理模塊，采用一款低功耗、高精密運算放大器和精密電阻構成了一個同相放大電路，對D/A轉換輸出的模擬量進行放大，形成0. 5V-4. 5V與傾角成正比例關系的電壓輸出信號。圖6為所不穩壓電源電路，輸入電壓為12V直流電壓，經電源芯片U1穩壓后輸出 5V,為信號調理模塊提供電壓，經電源芯片U8穩壓后輸出3. 3V，為加速度傳感器、A/D轉換模塊、信號處理模塊(MCU)、D/A轉換模塊供電。
權利要求1.一種礦用本安型模擬傾角傳感器，其特征在于包括加速度傳感器模塊，所述加速度傳感器模塊信號輸出端通過A/D轉換模塊與信號處理模塊輸入端連接，所述信號處理模塊輸出端通過D/A轉換模塊與信號調理模塊輸入端連接，所述信號調理模塊輸出端與模擬量輸出接口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種礦用本安型模擬傾角傳感器，包括加速度傳感器模塊，所述加速度傳感器模塊信號輸出端通過A/D轉換模塊與信號處理模塊輸入端連接，所述信號處理模塊輸出端通過D/A轉換模塊與信號調理模塊輸入端連接，所述信號調理模塊輸出端與模擬量輸出接口連接。本實用新型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G01C9/00GK202350782SQ201120459430
公開日2012年7月25日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者崔建民, 崔科飛, 康曉華, 李曉亞, 李鵬, 王永強, 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