动态角度测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种在任意的环境下用来指示方向的一种动态角度测量仪。
【背景技术】
[0002]常见的用来测量角度的通常都是倾角仪，电子罗盘和GPS，陀螺寻北仪等;倾角仪是通过测量静态重力加速度得到角度，电子罗盘是通过测量地球磁场来得到角度，陀螺寻北仪是通过地球自转角速度而得到角度，倾角仪，电子罗盘和寻北仪都是在静态环境或者响应较低的环境中使用，如动态或者响应较高时这几类产品则不能够使用，GPS是通过卫星来得到角度，但GPS在一些山区或者隧道，卫星信号不好的时候，则不能够使用。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在提出一种在动态环境下都能够得到角度的动态角度测量仪。
[0004]本实用新型的技术方案在于:
[0005]动态角度测量仪，包括依次连接的数据采集模块、A/D转换器、MCU处理器以及输出模块，还包括电源转换模块，电源转换模块分别与数据米集模块、A/D转换器、M⑶处理器以及输出模块连接;所述的数据采集模块为分别设置于三维正交空间坐标的X轴、Y轴以及Z轴上的单轴光纤陀螺仪。
[0006]所述的输出模块包括串口输出模块以及模拟输出模块；其中，串口输出模块为RS232转换器，其连接MCU处理器，模拟输出模块为D/A转换器，其连接MCU处理器。
[0007]所述的M⑶处理器还连接有无线模块。
[0008]本实用新型的技术效果在于:
[0009]本实用新型利用三个光纤陀螺测量仪测量空间的三个正交方位角速度，积分得到其在空间三个正交方位的角度，实现角度测量功能;优选地，本实用新型设有模拟输出模块以及数字输出模块两种输出模式;并配置有无线功能，能够在实现远程控制。
【附图说明】
[0010]图1是HT-CJY-3动态角度测量仪构成图；
[0011]图2是空间结算图；
[0012]图3是HT-CJY-3动态角度测量仪原理框图。
【具体实施方式】
[0013]动态角度测量仪，包括依次连接的数据采集模块、A/D转换器、M⑶处理器以及输出模块，还包括电源转换模块，电源转换模块分别与数据米集模块、A/D转换器、M⑶处理器以及输出模块连接;所述的数据采集模块为分别设置于三维正交空间坐标的X轴、Y轴以及Z轴上的单轴光纤陀螺仪。
[0014]其中，输出模块包括串口输出模块以及模拟输出模块；其中，串口输出模块为RS232转换器，其连接MCU处理器，模拟输出模块为D/A转换器，其连接MCU处理器。M⑶处理器还连接有无线模块。
[0015]本实用新型在使用过程中，三个单轴光纤陀螺仪安装在三个互相垂直的平面上，三个单轴光纤陀螺仪的模拟信号经A/D转换器变为数字信号，再传送给MCU处理器。MCU处理器为COrteX-m4处理器，负责数据的解算，还设有无线模块，用于远程操作，系统具有多路模拟输出，可以同时输出测量到的角速度，角度和航向，外部电源输入后经过电源模块转换为内部电源向以上各部件供电。
[0016]设定系统和载体刚开始的三维正交空间坐标系是O-X1Y1Z1，每个轴上有一个单轴光纤陀螺仪，每个单轴光纤陀螺仪测量和该轴垂直平面的旋转情况，绕X轴旋转的角速度是εχ，绕Y轴的角速度是Ey，绕Z轴的角速度是εζ，当载体发生空间姿态变化时，三个单轴光纤陀螺仪测量在各自灵敏轴上的角速度，MCU处理器通过A/D转换器采集三个单轴光纤陀螺仪的角速度，变成数字信号，对每个轴向的角速度进行积分，得到相应角度，最终得到的空间姿态如 O-X2 Y2Z2 O
[0017]系统上电后，单轴光纤陀螺仪开始工作，MCU处理器进行初始化。前10分钟作为整个系统的预热时间，待预热完成后，发送命令计算零位，计算零位完毕后，发送清零命令，然后三个单轴光纤陀螺仪以当前的姿态作为初始姿态，三个传感器测量任何时刻的三个轴向的角速度，通过A/D转换器传送给M⑶处理器，M⑶处理器对其进行积分，得到任意时刻相对于初始姿态的角度，从而得到空间的姿态，如知道初始化的绝对角度，加上任何时候相对于初始角度的相对角度，则可以得到任何时候的绝对角度，从而得到空间任意时刻的绝对姿态。同时系统具备导航解算功能，在用户对其精度要求不高的前提下，可以作为其参考值。MCU处理器通过D/A转换器和串口时刻输出模拟量和数字量的三个方向的角速度以及角度。
【主权项】
1.动态角度测量仪，包括依次连接的数据采集模块、A/D转换器、MCU处理器以及输出模块，还包括电源转换模块，电源转换模块分别与数据采集模块、A/D转换器、M⑶处理器以及输出模块连接;其特征在于:所述的数据采集模块为分别位于三维正交空间坐标的X轴、Y轴以及Z轴上的单轴光纤陀螺仪。2.根据权利要求1所述的动态角度测量仪，其特征在于:所述的输出模块包括串口输出模块以及模拟输出模块;其中，串口输出模块为RS232转换器，其连接MCU处理器，模拟输出模块为D/A转换器，其连接MCU处理器。3.根据权利要求1所述的动态角度测量仪，其特征在于:所述的MCU处理器还连接有无线模块。
【专利摘要】本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种在任意的环境下用来指示方向的一种动态角度测量仪。动态角度测量仪，包括依次连接的数据采集模块、A/D转换器、MCU处理器以及输出模块，还包括电源转换模块，电源转换模块分别与数据采集模块、A/D转换器、MCU处理器以及输出模块连接；所述的数据采集模块为分别设置于三维正交空间坐标的X轴、Y轴以及Z轴上的单轴光纤陀螺仪。本实用新型利用三个光纤陀螺测量仪测量空间的三个正交方位角速度，积分得到其在空间三个正交方位的角度，实现角度测量功能；本实用新型设有模拟输出模块以及数字输出模块两种输出模式；并配置有无线功能，能够实现远程控制。
【IPC分类】G01C1/00, G01C21/16
【公开号】CN205373697
【申请号】CN201521109741
【发明人】朱维
【申请人】陕西航天长城测控有限公司
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月29日