專利名稱：一種光電式傾角傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種傳感器，具體涉及一種光電式傾角傳感器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，傾角傳感器在軍事、工程領(lǐng)域具有廣泛的用途，典型的應(yīng)用如車輛、 船舶傾斜角度的測(cè)量，建筑物、水壩傾斜角度的測(cè)量，機(jī)器、設(shè)備的傾斜角度的測(cè)量等等。傾角傳感器理論基礎(chǔ)是根據(jù)牛頓第二定律，根據(jù)基本的物理原理，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測(cè)量的，但卻可以測(cè)量其加速度，如果初速度已知，就可以通過積分計(jì)算出線速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線位移，所以它其實(shí)是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器，當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度，重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，還可以用來測(cè)量相對(duì)水平面的傾角變化量，從工作原理上可以分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”式三種傾角傳感器。現(xiàn)在使用的傾角傳感器雖然能有效的測(cè)出被測(cè)物的傾斜角度，然而這些傳感器的結(jié)構(gòu)都較為復(fù)雜，導(dǎo)致其制造成本也較為昂貴。在實(shí)際應(yīng)用中還有采用光電編碼器檢測(cè)角度的方法，同樣存在價(jià)格較高的問題?；诩铀俣葴y(cè)量的傾角傳感器還存在由于積分效應(yīng)造成的累積誤差問題，以及由于加速度造成的附加動(dòng)態(tài)信號(hào)問題。這些因素都限制了傾角傳感器的推廣使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的發(fā)明目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低廉的光電式傾角傳感
ο為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)光電傳感器，所述光電傳感器的信號(hào)輸出端連接有微處理器，所述微處理器的信號(hào)輸出端分別與顯示模塊及通訊模塊連接。進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述光電傳感器為反射式光電傳感器。所述光電傳感器采用交流調(diào)制方法進(jìn)行測(cè)量。上述技術(shù)方案中，該光電式傾角傳感器的基本原理是基于固體擺式傾角的變化都會(huì)導(dǎo)致某個(gè)相對(duì)距離的變化，利用反射式光電傳感器在一定距離內(nèi)的信號(hào)強(qiáng)度是連續(xù)變化這一特性，將該相對(duì)距離的相對(duì)變化檢測(cè)出來，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于傾角的測(cè)量。反射式光電傳感器采用目前市場(chǎng)上常見的，為了取得較好的檢測(cè)效果，可選用線性度相對(duì)較好的傳感器，一般的反射式光電傳感器測(cè)量距離為5cm左右，特殊的可達(dá)IOOcm以上。采用對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)反射式光電傳感器第一，能夠減少環(huán)境光的影響，當(dāng)環(huán)境光發(fā)生變化時(shí)，兩個(gè)反射式光電傳感器的輸出相減，即可抵消環(huán)境光的影響；第二，可以增加輸出信號(hào)的強(qiáng)度，類似于差動(dòng)信號(hào)。由于反射式光電傳感器輸出的是模擬信號(hào)，該傳感器具有很高的分辨率，但是反射式光電傳感器的信號(hào)輸出與距離的關(guān)系是非線性的，如果要實(shí)現(xiàn)高精度的傾角測(cè)量，需要利用微處理器(微控制器)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)處理，從而得到測(cè)得傾角變化，并通過顯示模塊及通訊模塊將測(cè)量結(jié)果顯示出來，以及進(jìn)行進(jìn)一步的處理。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型通過對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)反射式光電傳感器，測(cè)量由于被測(cè)物體的傾斜所造成的距離變化，經(jīng)過微處理器處理，從而得到傾角，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用也較為方便；2.本實(shí)用新型所采用光電傳感器不是專門用于測(cè)量距離的，而是普通的光電傳感器，其它零部件也是目前市場(chǎng)上普遍使用的，其價(jià)格較為低廉，因而本裝置的造價(jià)也較為低廉，適合推廣使用。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的示意圖；圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例二的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見圖1、2所示，一種光電式傾角傳感器，包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)反射式光電傳感器，所述光電傳感器的信號(hào)輸出端連接有微處理器，所述微處理器的信號(hào)輸出端分別與顯示模塊及通訊模塊連接。參見圖2所示為一個(gè)支點(diǎn)位于被測(cè)物體上的擺錘，在擺錘的兩邊分別對(duì)稱設(shè)置一個(gè)反射式光電傳感器，當(dāng)傾角為0時(shí)，擺錘到兩個(gè)反射式光電傳感器的距離相等，兩個(gè)反射式光電傳感器的輸出信號(hào)也相等(S1=S2)，當(dāng)被測(cè)物體發(fā)生傾斜式，擺錘到兩個(gè)反射式光電傳感器的距離便發(fā)生變化，其中一個(gè)變大，另一個(gè)變小，兩者輸出的信號(hào)差S1-S2就可以間接表示傾角的大小，微處理器對(duì)兩個(gè)反射式光電傳感器的輸出信號(hào)進(jìn)行采集并處理，從而得出傾角。實(shí)施例二 其結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一相同。參見圖3所示，將一輛小車立起來兩個(gè)輪子著地，如果不加控制會(huì)倒下，如果像倒立擺那樣加以適當(dāng)?shù)目刂?，則可以保持其平衡而不會(huì)倒下?？刂频年P(guān)鍵是要檢測(cè)小車的傾角，在小車上安裝兩個(gè)對(duì)于地面的反射式光電傳感器，當(dāng)小車直立時(shí)，兩個(gè)反射式光電式傳感器的輸出信號(hào)相等。當(dāng)小車傾斜時(shí)，一個(gè)光電傳感器的輸出變大，另一個(gè)則變小，由此通過微處理器采集信號(hào)并計(jì)算得到傾角大小，從而進(jìn)行相應(yīng)的控制，實(shí)現(xiàn)小車的直立行走控制。
權(quán)利要求1.一種光電式傾角傳感器，其特征在于包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)光電傳感器，所述光電傳感器的信號(hào)輸出端連接有微處理器，所述微處理器分別與顯示模塊及通訊模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電式傾角傳感器，其特征在于所述光電傳感器為反射式光電傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光電式傾角傳感器，其特征在于包括對(duì)稱設(shè)置的兩個(gè)光電傳感器，所述光電傳感器的信號(hào)輸出端連接有微處理器，所述微處理器分別與顯示模塊及通訊模塊連接。本實(shí)用新型利用反射式光電傳感器檢測(cè)相對(duì)距離的變化并經(jīng)微處理器處理，從而得到傾角，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且制造成本低廉。
文檔編號(hào)G01B11/26GK202171446SQ20112027818
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月2日
發(fā)明者王富東 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)