SCA100T角度传感器的设计.

1、2009 年 6 月(上ChinaChina摘要基于 SCA100T 的角度传感器具有长期稳定性好,温度特性优良，抗冲击能力强等特征,首先简要分析 SCA100T 的主要特点及其结构， 介绍一种用 AT89S52 开发的基于 SCA100T 的角度传感器的系统设计，紧接着详细阐述系统的软件设计思路。关键词单片机;角度传感器;SCA1OOT 在很多情况下,人们想确定物体相对于重力场是处于垂直还是水平位置。在很多国家,对起重机是有规定的,要求对其进行某种形式的倾斜监控,特别是对于运输人的设备。离轨车辆需要倾斜度信息以避免发生事故,或是某些重要部件保持一定的角度。 一些车辆,如自倾斜火车,利用倾斜来

2、补偿离心加速度,倾角仪用来帮助使重力垂直于地面。光学仪器,如平面激光仪,经常需要处于水平或垂直位置。在许多情况下,需要测量两个相互垂直方向的倾斜度。1 角度测量系统的硬件设计 1.1系统构成本系统以 AT89S52 单片机为控制中心，通过 SPI 接口读取 SCA100T 传感器所感应的角度信息,经过计算在液晶显示上显示测量值,操作按键用于控制测量仪工作在自检校准状态、相对角度测量状态、绝对角度测量状态。1.2 角度输出计算 1.2.1 电压至角度转换Q 模拟电压输出可以通过下面公式被转换成角度:a二arcsin(V-outsetSensitivity式中:Offset 为倾斜度为 0 度时设

3、备的输出值,Sensititivity 是设备的输出灵敏度,对于 SCA100T-D01 为 70mV/c,SCA100T-D02 为 35mV/c,VDout 是 SCA100T 的测量输出。1.2.2 数字输出至角度转换加速度测量数据用 11 位数字字节格式保存在 RDAX 和 RDAY 寄存器中，数据范围为 02047.在 0（水平放置时其额定的输出为（100000000二进制,即 1024。不同测量数字转换为角度可用如下公式表示:a=arcsin（DoutLSB-Dout0CLSBSensLSB/g式中:Dout 为数据输出（RDAX或 RDAYDout0C 时输出值,一般为 1024

4、,a测量角度值 Sens设备灵敏度（SCA100T-D01:1638,SCA100T-D02:8191.3温度补偿 1.3.1 温度测量SCA100T 内部温度传感器可用来做内部偏移补偿,温度传感器可以通过 SPI 接口访问，温度数据是 8-bit字（0.255。转换函数如下:Trealt=Counts-197-1.083式中:Counters是测量数据,Treal是实际温度。转换函数是线性的，而且它的灵敏度高于-1.082counts/C+-10%,绝对精度在+-15C。1.3.2SCA100T 角度测量的温度校准SCA100T 器件的偏移量（0。时输出量和灵敏度会随温度的变化而改变，具体请

5、见图 1、图 2 所示。为了达到最佳的精确度，温度测量值和典型的温度依赖性曲线,可用于 sca100t偏移和灵敏度温度补偿。三次方程曲线偏移补偿是:Offcorr=-0.0000006xT3+O.OOOlxT2-0.0039xT-0.0522 式中,0ffcorr 为偏移量偏差,T 为所测得的当前温度，单位摄氏度。计算所得的 Offcorr可用于 SCA100T 的偏移量校准，具体公式如下:OFFSETcomp=Offset-Offcorr式中,0FFSETcomp 为偏移量校准量 Offset 为 0偏移量。补偿后的偏移量温度特征曲线如图 3ChinaAllrightsreserved.Pu

6、blishingHouseshttp:/kLn馆1994-2009AcademicJournalElectronic图 1Offset温度偏差图图 2图 3offest温度补偿图2传感系统的软件设计2.1ChinaAllrightsreserved,PublishingHou$命http:/Aki+口贰1994-2009AcademicJournalElectronic开始主监控程序框图2.2spiChinaAllrightsreserved.PublishingHousehttp:ZAvww.cTilci+i1994-2009AcademicJouma开始驱动程序框图3小结本系统可应用双轴平台调平,倾斜测量,垂直方向的各种角度的测量;测量仪器（水平仪、 经纬仪、 测距仪等的水平校准;高度测量仪器 （如测高计等的倾斜度测量;用于倾