MEMS加速度传感器的双轴倾角计及其应用.pdf

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MAV由于体积和负载能力极为有限,因此,减小和减轻飞控导航系统的体积及重量,就显得尤为重要。本文基于MEMS加速度传感器,设计
Oeek电子工程网 倾角测量电路 测量电路方框图如图2所示,AXL202输出的电压首先经低通滤波器虑波, 再经电压跟随器进行阻抗匹配。当Ⅹ,Y轴均处于水平位置时,两路输出电压经 分压器分压后为1.2V,当X,Y轴分别从-90°转到+90°时,经过放大后的 电压从0V变到+2.4V,以适应单片机C8051F002的A/D转换器的需要,然后, 用单片杋进行线性化处理和温度补偿,分别以模拟量从D/A转换器DACO,DAC1 输出,并以θ∧表示俯仰角的模拟量输出,γB表示滚转角的模拟量输出;同时, 俯仰角和滚转角转换为数字量从串行口RS232以数字量度输出,分别为θD和 YD。 Xm波器↓电压跟陆器 ADXLZU2 进波】}“电跟隨器 c8051 算放大器卜[分运洛 F02 运算放大器][分压落 -yoMax2027fweEk<lee.ofweak.coma 图角测量 一程网 实验结果 在倾角计线性化和温度补偿后,进行了量程范围内的测量,所用设备为三坐 标测量仪工作台作为水平基准,00m正弦规及千分块规作为角度发生器产生基 准角度,通过串口连接倾角计于计算机显示倾角计所测角度。由于三坐标测量仪 工作台的水平度及正弦规和干分块规所产生角度精度足够高,认为所产生的角度 误差极小,可作为角度的期望值。测量结果如表2所示。 从表2可以算出:倾角最大误差为-0.26°~0.25°,而平均角度误差为 +0.135%,分别为满量程的0.57%和0.30% Oeek电子工程网 表2倾角测量结果 Tab 2 Reults of tilt an gle mea surement 号标准角度测量角度 标准角度测量角度 序号 ( 45 543 -40 4101‖12 10 9.g10 35 35.260‖1 15 14.373 4 9.74 1947 24913 25 2578 -14.774 352 9 0243 ee oe ofweek co 10 0 子禮购 4.975 结论 本文利用MS双轴加速度传感器设计的双轴倾角计,体积小、重量轻(约 10g),线性化及温度补偿后的测量结果表明:在测量范围±45°内,最大 误差为满量程的0.57%,平均误差为满量程的0.30% 该倾角计很好地满足了MAⅣ窭态控制时滚转角、俯仰角测量要求。同时,该 倾角计也可以用于要求体积小、重量轻的其他测量设备上。

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