基于MEMS加速度计的高精度倾角传感器研制

作     者：曹贯强 赵文生 CAO Guanqiang;ZHAO Wensheng

作者机构：中煤科工集团北京天地玛珂电液控制系统有限公司北京100020 

基　　金：国家重点研发计划课题基金资助项目(2017YFC0804304) 北京市科技计划智能制造技术创新与培育基金资助项目(Z171100000817003) 中国煤炭科工集团科技创新基金资助项目(2016MS014、KJ-2016-TDMK-01) 

出 版 物：《自动化仪表》 (Process Automation Instrumentation)

年 卷 期：2020年第41卷第3期

页      码：25-28,35页

摘      要：为了测量煤矿井下液压支架姿态角度以实现支架姿态模型检测,设计了一款基于微电机系统(MEMS)加速度计的高精度倾角传感器。首先,对MEMS加速度计测倾角的基本原理进行研究。其次,分析传感器角度测量误差的影响因素,提高倾角传感器的测量精度:对加速度计的输出数据进行分析,分别设计传感器误差校准及坐标旋转的方法。最后,通过选用合适的传感测量元件及辅助电路,成功设计了高精度三轴倾角传感器。在试验室中对样机进行测试表明:该倾角传感器可以实现三轴方向上±90°范围的角度测量,测量精度在0.1°以内。该产品不仅可以用于煤矿井下,实现液压支架三轴姿态角度测量,满足液压支架姿态模型检测与分析的要求;还可以作为一种传感测量设备,在诸如工业自动化、智能平台等领域,实现角度测量功能。此外,误差校准及坐标旋转方法可以为其他高精度设备的设计提供良好的理论基础。

主 题 词：加速度计 倾角传感器 误差校准 坐标旋转 电路设计 液压支架 角度测量 

学科分类：08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 081102[081102] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.16086/j.cnki.issn1000-0380.2019070056

馆 藏 号：203897989...