動態角度測量儀的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器技術領域，具體涉及一種在任意的環境下用來指示方向的一種動態角度測量儀。
【背景技術】
[0002]常見的用來測量角度的通常都是傾角儀，電子羅盤和GPS，陀螺尋北儀等;傾角儀是通過測量靜態重力加速度得到角度，電子羅盤是通過測量地球磁場來得到角度，陀螺尋北儀是通過地球自轉角速度而得到角度，傾角儀，電子羅盤和尋北儀都是在靜態環境或者響應較低的環境中使用，如動態或者響應較高時這幾類產品則不能夠使用，GPS是通過衛星來得到角度，但GPS在一些山區或者隧道，衛星信號不好的時候，則不能夠使用。
【發明內容】
[0003]本實用新型旨在提出一種在動態環境下都能夠得到角度的動態角度測量儀。
[0004]本實用新型的技術方案在于:
[0005]動態角度測量儀，包括依次連接的數據采集模塊、A/D轉換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉換模塊，電源轉換模塊分別與數據米集模塊、A/D轉換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;所述的數據采集模塊為分別設置于三維正交空間坐標的X軸、Y軸以及Z軸上的單軸光纖陀螺儀。
[0006]所述的輸出模塊包括串口輸出模塊以及模擬輸出模塊；其中，串口輸出模塊為RS232轉換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉換器，其連接MCU處理器。
[0007]所述的M⑶處理器還連接有無線模塊。
[0008]本實用新型的技術效果在于:
[0009]本實用新型利用三個光纖陀螺測量儀測量空間的三個正交方位角速度，積分得到其在空間三個正交方位的角度，實現角度測量功能;優選地，本實用新型設有模擬輸出模塊以及數字輸出模塊兩種輸出模式;并配置有無線功能，能夠在實現遠程控制。
【附圖說明】
[0010]圖1是HT-CJY-3動態角度測量儀構成圖；
[0011]圖2是空間結算圖；
[0012]圖3是HT-CJY-3動態角度測量儀原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]動態角度測量儀，包括依次連接的數據采集模塊、A/D轉換器、M⑶處理器以及輸出模塊，還包括電源轉換模塊，電源轉換模塊分別與數據米集模塊、A/D轉換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;所述的數據采集模塊為分別設置于三維正交空間坐標的X軸、Y軸以及Z軸上的單軸光纖陀螺儀。
[0014]其中，輸出模塊包括串口輸出模塊以及模擬輸出模塊；其中，串口輸出模塊為RS232轉換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉換器，其連接MCU處理器。M⑶處理器還連接有無線模塊。
[0015]本實用新型在使用過程中，三個單軸光纖陀螺儀安裝在三個互相垂直的平面上，三個單軸光纖陀螺儀的模擬信號經A/D轉換器變為數字信號，再傳送給MCU處理器。MCU處理器為COrteX-m4處理器，負責數據的解算，還設有無線模塊，用于遠程操作，系統具有多路模擬輸出，可以同時輸出測量到的角速度，角度和航向，外部電源輸入后經過電源模塊轉換為內部電源向以上各部件供電。
[0016]設定系統和載體剛開始的三維正交空間坐標系是O-X1Y1Z1，每個軸上有一個單軸光纖陀螺儀，每個單軸光纖陀螺儀測量和該軸垂直平面的旋轉情況，繞X軸旋轉的角速度是εχ，繞Y軸的角速度是Ey，繞Z軸的角速度是εζ，當載體發生空間姿態變化時，三個單軸光纖陀螺儀測量在各自靈敏軸上的角速度，MCU處理器通過A/D轉換器采集三個單軸光纖陀螺儀的角速度，變成數字信號，對每個軸向的角速度進行積分，得到相應角度，最終得到的空間姿態如 O-X2 Y2Z2 O
[0017]系統上電后，單軸光纖陀螺儀開始工作，MCU處理器進行初始化。前10分鐘作為整個系統的預熱時間，待預熱完成后，發送命令計算零位，計算零位完畢后，發送清零命令，然后三個單軸光纖陀螺儀以當前的姿態作為初始姿態，三個傳感器測量任何時刻的三個軸向的角速度，通過A/D轉換器傳送給M⑶處理器，M⑶處理器對其進行積分，得到任意時刻相對于初始姿態的角度，從而得到空間的姿態，如知道初始化的絕對角度，加上任何時候相對于初始角度的相對角度，則可以得到任何時候的絕對角度，從而得到空間任意時刻的絕對姿態。同時系統具備導航解算功能，在用戶對其精度要求不高的前提下，可以作為其參考值。MCU處理器通過D/A轉換器和串口時刻輸出模擬量和數字量的三個方向的角速度以及角度。
【主權項】
1.動態角度測量儀，包括依次連接的數據采集模塊、A/D轉換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉換模塊，電源轉換模塊分別與數據采集模塊、A/D轉換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;其特征在于:所述的數據采集模塊為分別位于三維正交空間坐標的X軸、Y軸以及Z軸上的單軸光纖陀螺儀。2.根據權利要求1所述的動態角度測量儀，其特征在于:所述的輸出模塊包括串口輸出模塊以及模擬輸出模塊;其中，串口輸出模塊為RS232轉換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉換器，其連接MCU處理器。3.根據權利要求1所述的動態角度測量儀，其特征在于:所述的MCU處理器還連接有無線模塊。
【專利摘要】本實用新型涉及傳感器技術領域，具體涉及一種在任意的環境下用來指示方向的一種動態角度測量儀。動態角度測量儀，包括依次連接的數據采集模塊、A/D轉換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉換模塊，電源轉換模塊分別與數據采集模塊、A/D轉換器、MCU處理器以及輸出模塊連接；所述的數據采集模塊為分別設置于三維正交空間坐標的X軸、Y軸以及Z軸上的單軸光纖陀螺儀。本實用新型利用三個光纖陀螺測量儀測量空間的三個正交方位角速度，積分得到其在空間三個正交方位的角度，實現角度測量功能；本實用新型設有模擬輸出模塊以及數字輸出模塊兩種輸出模式；并配置有無線功能，能夠實現遠程控制。
【IPC分類】G01C1/00, G01C21/16
【公開號】CN205373697
【申請號】CN201521109741
【發明人】朱維
【申請人】陜西航天長城測控有限公司
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月29日