一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片、第一AD轉(zhuǎn)換芯片和第二AD轉(zhuǎn)換芯片；所述傳感器芯片上設(shè)有ST1端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUT1端口、OUT2端口和VDD端口；所述ST1端口、所述ST2端口和所述GND端口同時(shí)接地；所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地；所述傳感器芯片的OUT1端口連接所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的OUT2端口連接所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端；所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端。
【專利說明】
一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及基坑施工領(lǐng)域的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著高層建筑越來(lái)越多，隨之而來(lái)的是基坑深度越來(lái)越深，基坑深度已逐漸由6m、8m發(fā)展至10m、20m以上，。因此基坑工程在現(xiàn)代化城市建設(shè)中將扮演著越來(lái)越重要的角色。
[0003]基坑工程常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁，雖屬臨時(shí)性工程，但其技術(shù)復(fù)雜性卻遠(yuǎn)甚于永久性的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)或上部結(jié)構(gòu)，在基坑工程實(shí)踐中，工程的實(shí)際工作狀態(tài)與設(shè)計(jì)工況往往存在一定的差異，基坑設(shè)計(jì)還不能全面而準(zhǔn)確地反映工程的各種變化，所以在理論分析指導(dǎo)下有計(jì)劃地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)工程監(jiān)測(cè)就顯得十分必要，因?yàn)樯杂胁簧?，不僅將危及基坑本身安全，而且會(huì)殃及臨近的建構(gòu)筑物、道路橋梁和各種地下設(shè)施。
[0004]大型深基坑工程必須采用信息化施工已被列入現(xiàn)行規(guī)范要求。大型深基坑工程的安全不僅取決于合理的設(shè)計(jì)、施工，而且取決于貫穿在工程設(shè)計(jì)，施工全過程的安全監(jiān)測(cè)。安全監(jiān)測(cè)工作將設(shè)計(jì)與施工聯(lián)系成為一個(gè)交互作用的系統(tǒng)，它將監(jiān)測(cè)獲得的施工信息進(jìn)行及時(shí)的分析，并將分析結(jié)果反饋給設(shè)計(jì)部門，進(jìn)而對(duì)施工方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整和優(yōu)化，這就是信息化施工的核心目的。由于基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞要經(jīng)歷一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程，當(dāng)險(xiǎn)情出現(xiàn)時(shí)，通過信息化施工可做出預(yù)警并及時(shí)采取措施，當(dāng)安全儲(chǔ)備過大的時(shí)候，又可以及時(shí)修改設(shè)計(jì)削減維護(hù)結(jié)構(gòu)，節(jié)約施工成本。
[0005]測(cè)斜一直是業(yè)內(nèi)人士最為關(guān)心的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。測(cè)斜技術(shù)可以監(jiān)測(cè)基坑邊坡坡體深部變形特征，排粧變形后的形狀;計(jì)算不同深度土體位移，監(jiān)測(cè)是否有土體失穩(wěn)的預(yù)兆及現(xiàn)象。因此，測(cè)斜在基坑工程的安全監(jiān)測(cè)中舉足輕重。
[0006]然而，目前國(guó)內(nèi)針對(duì)基坑監(jiān)測(cè)的測(cè)斜系統(tǒng)大都存在著諸多不足之處。例如傳統(tǒng)測(cè)斜儀精度低，測(cè)斜精度高的大都造價(jià)昂貴，基本依賴進(jìn)口，對(duì)人工依賴性大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)斜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其輸出數(shù)據(jù)精度高，信號(hào)收到的干擾少，抑制了AD轉(zhuǎn)換芯片輸出阻抗的影響，保證了基坑測(cè)斜系統(tǒng)的性能。
[0008]實(shí)現(xiàn)上述目的的一種技術(shù)方案是:一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片、第一 AD轉(zhuǎn)換芯片和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片；
[0009]所述傳感器芯片上設(shè)有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUTl端口、0UT2端口 和VDD端口 ；
[0010]所述STI端口、所述ST2端口和所述GND端口同時(shí)接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地；
[0011]所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端。
[0012]進(jìn)一步的，所述傳感器芯片的OUTl端口和所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端之間設(shè)有電阻R9，所述傳感器芯片的0UT2端口和所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端之間設(shè)有電PlRllo
[0013]再進(jìn)一步的，所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端以及所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，與接地端之間設(shè)有跟隨器。
[0014]更進(jìn)一步的，所述跟隨器包括:連接在所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻RlO和電容C7，以及連接在所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻Rl I和電容C8。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相電源端接地，反相電源端連接3.3V電源。
[0016]進(jìn)一步的，所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片和第二AD轉(zhuǎn)換芯片為0PA23333放大器，所述傳感器芯片為雙軸傾角傳感器SCA100T-D01，其量程為±30°。
[0017]采用了本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路的技術(shù)方案，包括傳感器芯片、第一AD轉(zhuǎn)換芯片和第二AD轉(zhuǎn)換芯片；所述傳感器芯片上設(shè)有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUTl端口、0UT2端口和VDD端口；所述STl端口、所述ST2端口和所述GND端口同時(shí)接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地;所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端。其技術(shù)效果是:其輸出數(shù)據(jù)精度高，信號(hào)收到的干擾少，抑制了 AD轉(zhuǎn)換芯片輸出阻抗的影響，保證了基坑測(cè)斜系統(tǒng)的性能。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的發(fā)明人為了能更好地對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行理解，下面通過具體地實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地說明:
[0020]本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片I，傳感器芯片I上設(shè)有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MIS0端口、M0SI端口、CSB端口、0UT1 端口、0UT2端口和VDD端口。其中STl端口、ST2端口和GND端口同時(shí)接地。VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地。電容C6的電容值為0.22yFo
[0021]本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，根據(jù)實(shí)際需要選擇了量程為土30°的芬蘭VTI的雙軸傾角傳感器SCA100T-D01作為傳感器芯片1，該傳感器芯片I的量程為±30。ο
[0022]傳感器芯片I的OUTl端口通過電阻R9連接第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2的同相輸入端，傳感器芯片I的0UT2端口通過電阻Rl I連接第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3的同相輸入端，電阻R9和電阻Rl I的阻值均為1kQ。
[0023]第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2的同相輸入端通過電阻RlO和電容C7接地，電阻RlO的阻值為1kΩ，電容C7的阻值為0.0lyF。
[0024]第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3的同相輸入端通過電阻Rll和電容C8接地，電阻Rll的阻值為1kΩ，電容C8的阻值為0.0lyF。
[0025]同時(shí)，第一AD轉(zhuǎn)換芯片2的反相輸入端連接第一AD轉(zhuǎn)換芯片2的輸出端，第二AD轉(zhuǎn)換芯片3的反相輸入端連接第二AD轉(zhuǎn)換芯片的3的輸出端。同時(shí)第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2的同相電源端接地，反相電源端連接+3.3V電源。
[0026]第一AD轉(zhuǎn)換芯片2的輸出端和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的3的輸出端，分別輸出基坑測(cè)斜的X向位移信號(hào)和Y向位移信號(hào)。
[0027]本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路中沒有采用傳感器芯片I的SPI端口輸出其內(nèi)部的11位的AD轉(zhuǎn)換結(jié)果，而是采用12位的第一AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二AD轉(zhuǎn)換芯片3來(lái)轉(zhuǎn)換傳感器芯片I的角度的模擬輸出電壓。為了提高測(cè)量精度，本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路中還為第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3提供外部基準(zhǔn)源以進(jìn)一步提高測(cè)量精度。
[0028]本發(fā)明的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路中第一AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3均采用具有AD轉(zhuǎn)換功能的0PA23333放大器。0PA23333放大器的供電電壓為3.3V，其能接受的最高參考源電壓為3.3V，考慮一定的電壓裕量，系統(tǒng)選用了 3V基準(zhǔn)源。雙軸傾角傳感器SCA100T-D01的模擬輸出電壓范圍為0-5V，超過了第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換的處理能力，故采用電阻R9和電阻Rll進(jìn)行分壓的方式將傳感器芯片I的輸出電壓進(jìn)行分壓，轉(zhuǎn)換至第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3能進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換處理的電壓范圍，直接電阻分壓之后的電壓，并不能直接用于第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3下級(jí)處理，因?yàn)榇藭r(shí)信號(hào)的輸出阻抗很高，容易受到第一 AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片3輸入阻抗的干擾，而發(fā)生電壓改變，在分壓之后加入跟隨器，降低輸出阻抗，然后就可以送入第一AD轉(zhuǎn)換芯片2和第二AD轉(zhuǎn)換芯片3進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換。本實(shí)施例中，所述跟隨器是由電阻R10、電容C7、電阻Rl I和電容C8組成的。
[0029]同時(shí)為了保證傳感器芯片I的轉(zhuǎn)換精度，為其提供高質(zhì)量的電源供電，采用了具有一定驅(qū)動(dòng)電流能力的+5V基準(zhǔn)源為其供電，并在靠近其電源端加入了去耦合電容，進(jìn)一步降低電源噪聲。
[0030]本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說明本發(fā)明，而并非用作為對(duì)本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片，其特征在于: 其還包括第一 AD轉(zhuǎn)換芯片和第二 AD轉(zhuǎn)換芯片； 所述傳感器芯片上設(shè)有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端 口、OUTl端口、0UT2端 口 和VDD端 口 ； 所述STl端口、所述ST2端口和所述GND端口同時(shí)接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地； 所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端，所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其特征在于:所述傳感器芯片的OUTl端口和所述第一 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端之間設(shè)有電阻R9，所述傳感器芯片的0UT2端口和所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端之間設(shè)有電阻Rl I。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，以及所述第二AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端，與接地端之間設(shè)有跟隨器。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其特征在于:所述跟隨器包括:連接在所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻RlO和電容C7，以及連接在所述第二 AD轉(zhuǎn)換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻Rl I和電容C8。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片的同相電源端接地，反相電源端連接3.3V電源。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基坑測(cè)斜系統(tǒng)用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉(zhuǎn)換芯片和第二AD轉(zhuǎn)換芯片為0PA23333放大器，所述傳感器芯片為雙軸傾角傳感器SCAl00T-D01，其量程為 ±30°。
【文檔編號(hào)】E02D33/00GK105890574SQ201610255363
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】李榮正, 姜彪, 李慧妍
【申請(qǐng)人】上海工程技術(shù)大學(xué)