基于陀螺仪传感器的温度控制装置及无人机的制作方法

本申请涉及传感器领域，特别是涉及基于陀螺仪传感器的温度控制装置及无人机。

背景技术：

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。但是有很多传感器输出的参数受到温度影响较大。以陀螺仪传感器为例，陀螺仪传感器由于可以提供方位、水平、位置、速度和加速度而被广泛应用在航天等领域，也因此对测量精准要求高；而陀螺仪传感器在温度过低时输出的参数会产生较大的漂移，对于测量精准度影响较大。因此，需要对陀螺仪传感器的温度漂移问题进行处理。

技术实现要素：

基于此，有必要针对陀螺仪传感器在温度过低时工作会产生较大的温度漂移导致测量精准度降低的问题，提供一种基于陀螺仪传感器的温度控制装置及无人机。

一种基于陀螺仪传感器的温度控制装置，包括主控模块、开关装置和加热模块，所述主控模块通过所述开关装置与所述加热模块连接；

所述陀螺仪传感器检测当前环境温度获得温度检测结果，并将所述温度检测结果发送至所述主控模块，所述主控模块根据所述温度检测结果向所述开关装置输出控制信号，控制所述开关装置的工作状态，以控制所述加热模块的工作状态；所述加热模块与所述陀螺仪传感器相邻。

在其中一个实施例中，还包括电源模块，所述电源模块为所述加热模块和所述陀螺仪传感器提供电源。

在其中一个实施例中，所述主控模块在所述温度检测结果低于预设温度值时，向所述开关装置输出控制信号，控制所述开关装置闭合；

所述主控模块在所述温度检测结果达到所述预设温度值时，向所述开关装置输出控制信号，控制所述开关装置断开。从而实现主控模块控制加热模块工作或者不工作。

在其中一个实施例中，所述预设温度值为60摄氏度。所述陀螺仪传感器在60摄氏度下工作，输出的参数受到温度影响产生的温度漂移较小。

在其中一个实施例中，所述加热模块包括加热电阻。

在其中一个实施例中，所述加热电阻的数量为4个，分别分布在所述陀螺仪传感器的四周。从而使所述陀螺仪传感器受到均匀的加热。

在其中一个实施例中，所述开关装置包括mos管。

在其中一个实施例中，所述加热模块、所述开关装置与所述陀螺仪传感器集成在第二pcb板上；所述电源模块与所述主控模块集成在第一pcb板上。

在其中一个实施例中，所述加热模块包括第一电容、第二电容、第一加热电阻、第二加热电阻、第三加热电阻和第四加热电阻；所述开关装置包括mos管和下拉电阻；

所述第一电容的一端、所述第二电容的一端、所述第一加热电阻的一端、所述第二加热电阻的一端均与电源模块连接，所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端接地，所述第一加热电阻的另一端与所述第三加热电阻的一端连接，所述第二加热电阻的另一端与所述第四加热电阻的一端，所述三加热电阻的另一端、所述第四加热电阻的另一端与所述mos管的漏极连接，所述mos管的栅极与所述主控模块以及所述下拉电阻连接，所述mos管的源极、所述下拉电阻的另一端接地。

在其中一个实施例中，本申请还提供一种无人机，包括上述任意一项所述的基于陀螺仪传感器的温度控制装置。

上述基于陀螺仪传感器的温度控制装置、无人机，由于在陀螺仪传感器相邻处设置加热模块，通过主控模块接收陀螺仪传感器检测的当前环境温度，并根据当前环境温度向开关装置输出控制信号，控制所述开关装置的工作状态，从而能够实现控制与所述开关装置连接的加热模块的工作状态，使陀螺仪传感器环境温度保持在恒定的预设温度，减小陀螺仪传感器的温度漂移问题。

附图说明

图1为本申请一实施例结构示意图；

图2为本申请另一实施例结构示意图；

图3为本申请一实施例加热模块及开关装置的电路结构图；

图4为本申请一实施例陀螺仪传感器电路结构图。

具体实施方式

请参照图1，为本申请一实施例基于陀螺仪传感器的温度控制装置的结构示意图。

本申请提供一种基于陀螺仪传感器的温度控制装置，包括主控模块110、开关装置120及加热模块130。其中，所述主控模块110通过所述开关装置120与所述加热模块130连接。

所述陀螺仪传感器140检测当前环境温度获得温度检测结果，并将所述温度检测结果发送至所述主控模块110，所述主控模块110根据所述温度检测结果向所述开关装置120输出控制信号，控制所述开关装置120的工作状态，以控制所述加热模块130的工作状态；具体地，所述加热模块130与所述陀螺仪传感器140相邻。

上述基于陀螺仪传感器的温度控制装置，由于在陀螺仪传感器相邻处设置加热模块，通过主控模块接收陀螺仪传感器检测的当前环境温度，并根据当前环境温度向开关装置输出控制信号，控制所述开关装置的工作状态，从而能够实现控制与所述开关装置连接的加热模块的工作状态，使陀螺仪传感器环境温度保持在恒定的预设温度值，减小陀螺仪传感器的温度漂移问题。

在一个实施例中，所述主控模块可以基于任何可以实现控制功能的设备实现。在本申请的一个实施例中，所述主控模块可以包括单片机、dsp微处理器或者嵌入式微处理器。

单片机(microcontrollers)是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器cpu、随机存储器ram、只读存储器rom、多种i/o口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、a/d转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。单片机的位控能力强，i/o接口种类繁多，片内外设和控制能力丰富，价格低，使用方便。

在本实施例中，单片机接收来自陀螺仪传感器检测的温度，将温度检测结果与预设温度值进行比较，并根据比较结果向开关装置输出控制信号，控制开关装置断开或者闭合，电路简单，操作方便，成本低。

在一个实施例中，所述开关装置可以包括三极管、mos管。mos管是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体场效应晶体管。mos管是由加在输入端栅极的电压来控制输出端漏极电流的。由于mos管做开关时，不会发生像三极管因基极电流引起的电荷存储效应，因此在开关应用中，mos管的开关速度比三级管速度快。在一个具体的实施例中，所述开关装置包括mos管。

在一个实施例中，所述加热模块包括加热电阻；在其他实施例中，所述加热模块也可以是包括其他类型的加热装置。

在一个具体地实施例中，所述加热电阻的数量为4个，分别分布在所述陀螺仪传感器的四周。从而，能够为陀螺仪传感器均匀的加热。在本实施例中，采用10ω(欧姆)的电阻。在其他实施例中，加热电阻的数量也可以是其他数目个，并分别分布在陀螺仪传感器的周围。

在一个实施例中，通过在pcb(printedcircuitboard)板排布时在陀螺仪传感器的四周添加加热电阻。

请参照图2，为本申请另一实施例的基于陀螺仪传感器的温度控制装置的结构示意图。在本实施例中，所述基于陀螺仪传感器的温度控制装置还包括电源模块250，所述电源模块250为所述加热模块130和所述陀螺仪传感器140提供电源。

在一个实施例中，所述电源模块具体可以是电池，在另外一个实施例中，所述电源模块具体还可以是通过usb接口外接电源。在本实施例中，采用5v(伏特)直流电源为所述加热模块、所述开关装置和所述陀螺仪传感器提供电源。

在一个实施例中，所述主控模块110在所述温度检测结果低于预设温度值时，向所述开关装置120输出控制信号，控制所述开关装置120闭合；

所述主控模块110在所述温度检测结果达到所述预设温度值时，向所述开关装置输120出控制信号，控制所述开关装置120断开。

在本实施例中，所述陀螺仪传感器在预设温度值下工作，产生的温度漂移较小。

具体地，当温度检测结果低于预设温度值时，主控模块向开关装置输出控制信号，控制所述开关装置闭合，从而控制所述加热模块工作，此时加热模块处于加热状态。由于所述陀螺仪传感器与所述加热模块相邻，所述加热模块加热，会使得所述陀螺仪传感器的环境温度增加，当陀螺仪传感器检测到的温度检测结果为达到预设温度值时，所述主控模块向所述将开关装置输出控制信号，控制开关装置断开，此时，加热模块不再工作。当再一次检测到陀螺仪传感器的当前环境温度低于预设温度值时，主控模块将再次向开关装置输出控制信号控制开关装置闭合。所述加热模块的工作时间随温度检测结果变化。

具体地，所述预设温度值可以结合实际需要进行设定，在本实施例中，基于陀螺仪传感器的性能进行设定，如结合陀螺仪传感器的温漂性能进行设定。由于陀螺仪传感器对温度敏感度大，温度漂移成为其主要误差源之一。温度变化对陀螺仪传感精度的影响主要反映在两个方面：一是陀螺仪材料性能本身对温度的敏感性；二是周围温度场对陀螺仪工作状态的影响。研究表明在某些温度值工作时，陀螺仪传感器产生的温度漂移较小。

在一个具体的实施例中，所述预设温度值为60摄氏度。在本实施例中，陀螺仪传感器在60摄氏度的温度环境下工作，产生的温度漂移较小。

在一个实施例中，所述主控模块向开关装置输出pwm信号，以控制所述开关装置的工作状态。在其他实施例中，主控模块也可以通过其他类型控制信号控制所述开关装置。在本实施例中，所述主控模块与所述陀螺仪传感器之间通过spi(serialperipheralinterface，串行外设接口)连接，所述主控模块控制陀螺仪传感器的工作状态，并接收陀螺仪传感器检测的当前环境温度值。

在一个实施例中，可以根据实际需要将不同模块集成在一个pcb板上，以使装置微小型化和智能化，同时降低装置的功耗和提高可靠性。在图2所示的实施例中，将所述加热模块、所述开关装置与所述陀螺仪传感器集成在第二pcb板上(如图2中pcb2)，所述电源模块与所述主控模块集成在第一pcb上(如图2中pcb1)。在本实施例中，所述基于陀螺仪传感器的温度控制装置控制的是pcb2的温度，所述电源模块为所述pcb2提供电源。

如图3所示，为本申请一实施例加热模块及开关装置的电路结构图。在本实施例中，所述加热模块包括第一电容c1、第二电容c2、第一加热电阻r1、第二加热电阻r2、第三加热电阻r3和第四加热电阻r4；所述开关装置包括mos管q1和下拉电阻r5；

所述第一电容c1的一端、所述第二电容c2的一端、所述第一加热电阻r1的一端、所述第二加热电阻r2的一端均与电源模块连接，所述第一电容c1的另一端、所述第二电容c2的另一端接地，所述第一加热电阻r1的另一端与所述第三加热电阻r3的一端连接，所述第二加热电阻r2的另一端与所述第四加热电阻r4的一端，所述三加热电阻r3的另一端、所述第四加热电阻r4的另一端与所述mos管q1的漏极(d极)连接，所述mos管的栅极(g极)与所述主控模块以及所述下拉电阻连接，所述mos管q1的源极(s极)、所述下拉电阻r5的另一端接地。

具体地，所述第一电容、第二电容可以滤除电源模块的纹波。在一个具体的实施例中，第一电容c1、第二电容c2采用10μf(微法)的电容，下拉电阻r5采用10kω(千欧)的电阻；mos管采用n沟道mos管。

如图4所示，为本申请一实施例陀螺仪传感器电路结构图。在本实施例中，陀螺仪传感器采用gyro芯片。

在图3和图4所示的实施例中，陀螺仪传感器和mos管都是由单片机控制，这样通过程序就可以控制加热模块工作使陀螺仪传感器的环境温度控制在预设温度值。

在一个实施例中，本申请的一实施例还提供一种无人机，所述无人机包括上述任意一项基于陀螺仪传感器的温度控制装置。

该无人机由于在陀螺仪传感器相邻处设置加热模块，通过主控模块接收陀螺仪传感器检测的当前环境温度，并根据当前环境温度向开关装置输出控制信号，控制所述开关装置的工作状态，从而能够实现控制与所述开关装置连接的加热模块的工作状态，使陀螺仪传感器环境温度保持在恒定的预设温度值，减小陀螺仪传感器的温度漂移问题，从而对方位、水平、位置、速度和加速度的检测精准度比较稳定。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。