動態(tài)角度測量儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在任意的環(huán)境下用來指示方向的一種動態(tài)角度測量儀。
【背景技術(shù)】
[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(tài)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(zhuǎn)角速度而得到角度，傾角儀，電子羅盤和尋北儀都是在靜態(tài)環(huán)境或者響應(yīng)較低的環(huán)境中使用，如動態(tài)或者響應(yīng)較高時這幾類產(chǎn)品則不能夠使用，GPS是通過衛(wèi)星來得到角度，但GPS在一些山區(qū)或者隧道，衛(wèi)星信號不好的時候，則不能夠使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型旨在提出一種在動態(tài)環(huán)境下都能夠得到角度的動態(tài)角度測量儀。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案在于:
[0005]動態(tài)角度測量儀，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與數(shù)據(jù)米集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;所述的數(shù)據(jù)采集模塊為分別設(shè)置于三維正交空間坐標(biāo)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(zhuǎn)換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉(zhuǎn)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(shù)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(xiàn)角度測量功能;優(yōu)選地，本實用新型設(shè)有模擬輸出模塊以及數(shù)字輸出模塊兩種輸出模式;并配置有無線功能，能夠在實現(xiàn)遠程控制。
【附圖說明】
[0010]圖1是HT-CJY-3動態(tài)角度測量儀構(gòu)成圖；
[0011]圖2是空間結(jié)算圖；
[0012]圖3是HT-CJY-3動態(tài)角度測量儀原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]動態(tài)角度測量儀，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、M⑶處理器以及輸出模塊，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與數(shù)據(jù)米集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;所述的數(shù)據(jù)采集模塊為分別設(shè)置于三維正交空間坐標(biāo)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(zhuǎn)換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉(zhuǎn)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(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器變?yōu)閿?shù)字信號，再傳送給MCU處理器。MCU處理器為COrteX-m4處理器，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的解算，還設(shè)有無線模塊，用于遠程操作，系統(tǒng)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(jīng)過電源模塊轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電源向以上各部件供電。
[0016]設(shè)定系統(tǒng)和載體剛開始的三維正交空間坐標(biāo)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(zhuǎn)情況，繞X軸旋轉(zhuǎn)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(dāng)載體發(fā)生空間姿態(tài)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(zhuǎn)換器采集三個單軸光纖陀螺儀的角速度，變成數(shù)字信號，對每個軸向的角速度進行積分，得到相應(yīng)角度，最終得到的空間姿態(tài)如 O-X2 Y2Z2 O
[0017]系統(tǒng)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(tǒng)的預(yù)熱時間，待預(yù)熱完成后，發(fā)送命令計算零位，計算零位完畢后，發(fā)送清零命令，然后三個單軸光纖陀螺儀以當(dāng)前的姿態(tài)作為初始姿態(tài)，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(zhuǎn)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(tài)的角度，從而得到空間的姿態(tài)，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(tài)。同時系統(tǒng)具備導(dǎo)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(zhuǎn)換器和串口時刻輸出模擬量和數(shù)字量的三個方向的角速度以及角度。
【主權(quán)項】
1.動態(tài)角度測量儀，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、M⑶處理器以及輸出模塊連接;其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集模塊為分別位于三維正交空間坐標(biāo)的X軸、Y軸以及Z軸上的單軸光纖陀螺儀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)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(zhuǎn)換器，其連接MCU處理器，模擬輸出模塊為D/A轉(zhuǎn)換器，其連接MCU處理器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動態(tài)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(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在任意的環(huán)境下用來指示方向的一種動態(tài)角度測量儀。動態(tài)角度測量儀，包括依次連接的數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、MCU處理器以及輸出模塊，還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊分別與數(shù)據(jù)采集模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、MCU處理器以及輸出模塊連接；所述的數(shù)據(jù)采集模塊為分別設(shè)置于三維正交空間坐標(biāo)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(xiàn)角度測量功能；本實用新型設(shè)有模擬輸出模塊以及數(shù)字輸出模塊兩種輸出模式；并配置有無線功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制。
【IPC分類】G01C1/00, G01C21/16
【公開號】CN205373697
【申請?zhí)枴緾N201521109741
【發(fā)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