专利名称：一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种倾角传感器的敏感轴零位输出值的标定方法和装置，特 别涉及一种电容式加速度传感器的倾角传感器的敏感轴零位输出值的标定方 法，还涉及到标定倾角传感器敏感轴零位输出值的装置。
背景技术：
在建筑机械、路面机械、港口机械、起重机械等工程机械领域中，为了 达到机械状态监测和姿态控制的目的，要求倾角传感器能精确测量某部件相 对参照平面的倾斜角度。
传统的倾角传感器为摆式传感器，包括固体摆、液体摆和气体摆倾角传
感器，固体摆倾角传感器体积和重量都比较大；液体摆式倾角传感器外围电 路复杂，而且响应频率低；气体摆倾角传感器气体运动复杂，测量精度较低。 在传统倾角传感器的基础上，出现了以电容式加速度传感器为基础的新一代 倾角传感器，因新一代倾角传感器体具备体积小、功4毛低、响应速度快和可 靠性高等优点，已经广泛应用于工程机械领域。
电容式加速度传感器是测量加速度的传感器，其工作原理是基于电容器 电场的特点，利用电容器电极之间电压的差值变化对加速度进行测量的。如 图l所示，电容器包括位于两端的定极板10和定极板30,动极板20位于两 个定电极板10和30中间，并能够根据受力的大小不同向两侧移动相应的距 离，移动时，动极板20与定极板10、 30之间距离改变。如果设定极板10 的电压为O,定极板30的电压为U，在动极板20未受力时，动极板20的电 压为0.5U,从动极板20和定极板30输出的电压为0.5U。当动极板20受到 与电容器电场方向平行，向左侧的力F后，动极板20会向左移动一定的距离， 距离大小与F成正比，动极板20和定极板30之间输出的电压为(0.5 + kl) U,其中k为系数，因此，可以看出输出的电压与受力F的大小成比例；以 电容器输出电压为基础，加速度传感器可以输出与电容器电压成正比关系的 初始参数。加速度传感器输出的初始参数可以是模拟电压的量，也可以是脉 波信号的占空比，加速度传感器的微处理器能够根据初始参数获取相应的加速度数据，详细的资料可以参考专利号为CN200310108891.4公开的内容，同时可以参考专利申请号CN200610012638.2的公开文本。
电容式加速度传感器的倾角传感器就是利用加速度传感器的输出初始参数的不同，实现对倾斜角度的测量。在电容式加速度传感器的倾角传感器中，为了标定倾角传感器所在部件的倾斜角度，还设有敏感轴，所述敏感轴与电容式加速度传感器中电容器的电场方向平行。
电容式加速度传感器倾角传感器的工作原理是电容式加速度传感器的电容器水平放置时，动极板20和定极板30之间输出相应电压值，加速度传感器能够输出一个与电压值成正比例关系的初始参数，此时输出的初始参数值为倾角传感器敏感轴为零度时的输出值，也就是倾角传感器敏感轴零位输出值zeroset。在倾角传感器的敏感轴与水平面成一定角度时，电容器的动极板20在重力作用下，会产生相应的位移，电容式加速度传感器能够输出与此时位移相对应的初始参数out,然后通过微处理器对输出的初始参数进行处理，输出相应的倾角传感器敏感轴的倾斜角度数据，具体处理方式，也就是角度数据的获耳又方法为a=arcsin {( ou t - zeroset) /sensitivity },其中a为敏感轴与水平面的夹角，sensitivity为加速度传感器的灵敏度，用out减去zeroset就是重力在敏感轴方向的分量产生的初始参数，通过三角函数关系就可以得出a,从而实现对倾角的测量，获取相应的倾角数据。
当前，由于倾角传感器为成批量生产，倾角传感器的^f文感轴存在一个一般零位输出值，这个一般的零位输出值与电容器动极板20的位置相关，但在生产过程中，动极板的位置与设定的位置不可能都一致，会产生相应的误差，因此，相对于一般零位输出值的每个倾角传感器的敏感轴零位输出值都有相应的偏差，比如加速度传感器ADXL213的zeroset—般偏差高达± 2%,如果不对倾角传感器进行零位输出值偏差进行补偿，将会影响倾角传感器的测量精度。因此，在使用时需要将每个电容式加速度传感器的倾角传感器的每文感轴零位输出值进行标定，对倾角传感器zeroset偏差进行补偿。
当前，为了标定加速度传感器敏感轴的zeroset，通常是将传感器放置在一定的平面上，手动找寻敏感轴的零位，然后将此时加速度传感器输出的值作为zeroset。当前标定方法有两个不足 一是，手动找寻敏感轴的零位肯定
7有一定误差，此时获得的zeroset也存在较大的误差；第二，在手动操作中，会存在一个动态加速度，这个动态加速度也会影响获取zeroset的精确度。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的总目的是提供一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法和装置，为了实现这个总目的，本发明在第一个方面提供了一种获取标定倾角传感器^:感轴零位输出值参数的方法，以取得相应的标定因数值，为标定倾角传感器敏感轴零位输出值奠定基础。
在第二个方面，提供了标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，以获取更准确的敏感轴零位输出值。
在提供上述方法的基础上，还提供了实现上述方法的装置和倾角传感器。
本发明提供的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的方法中，所述倾角传感器为电容式加速度传感器的倾斜角度传感器，且设有敏感轴；所述倾角传感器包括带有电容器的电容式加速度传感器，所述电容式加速度传感器能够测量每文感轴方向上的加速度，所述电容器包括一个动才及板，该方法包括以下步骤
将倾角传感器电路板固定，在敏感轴方向上，使动极板受到第一作用力；
获取电容式加速度传感器输出的第一标定因数值；
在敏感轴方向上，使动极板受到第二作用力，以电容式加速度传感器为参照，所述第二作用力与第一作用力大小相等，且方向相反；
获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值。
优选地，所述使动极板受到第二作用力的具体方法是以一条与敏感轴垂直的直线为轴，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。
优选地，所述将倾角传感器电路板固定，具体是，将倾角传感器电路板固定在一个平面上，并使所述倾角传感器的敏感轴与所述平面平行；所述与敏感轴垂直的直线为与所述平面垂直的直线。
优选地，所述获取第一标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第一标定因数值；所述获取第二标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第二标定因数值。
本发明提供的一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法中，所述倾
角传感器为电容式加速度传感器的倾斜角度传感器，且设有敏感轴；所述倾角传感器包括带有电容器的电容式加速度传感器，所述电容式加速度传感器能够测量敏感轴方向上的加速度，所述电容器包括一个动极板，该方法包括以下步骤
将倾角传感器电路板固定，在敏感轴方向上，使动极板受到第一作用力；
获取电容式加速度传感器输出的第 一标定因数值；
在敏感轴方向上，使动极板受到第二作用力，以电容式加速度传感器为参照，所述第二作用力与第一作用力大小相等，且方向相反；
获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值；
获取所述敏感轴零位输出值，所述的零位输出值等于第 一标定因数值和第二标定因数值之和的1/2。
优选地，所述使动极板受到第二作用力的具体方法是以一条与敏感轴垂直的直线为轴，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。
优选地，所述将倾角传感器电路板固定，具体是，将倾角传感器电路板固定在一个平面上，并使所述倾角传感器的敏感轴与所述平面平行；所述与^t感轴垂直的直线为与所述平面垂直的直线。
优选地，所述获取第一标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第一标定因数值；
所述获取第二标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第二标定因数值。
优选地，所述平面为与重力方向平行的平面；所述将倾角传感器电路板固定时，使所述敏感轴保持与重力方向平行。
优选地，所述使敏感轴保持与重力方向平行的具体方法是通过倾角传感器的输出的倾斜角度确定敏感轴是否与重力方向保持平行。
另外，本发明还提供了 一种获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装置，该装置包括电容式加速度传感模块、微处理器和输出端；电容式加速度传感模块能够向微处理器输出电信号；所述的微处理器能够接收电信号，
并能够将电信号进行处理，获取标定因数值；所述的微处理器获取标定因数值后能够将旋转指示由输出端输出。
优选地，获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装置还包括滤波模块，电容式加速度传感模块能够向微处理器输出电信号，具体是，电容式加速度传感模块能够向滤波模块输出电信号；所述滤波模块能够将接收到的电信号进行过滤，再将电信号输出到微处理器。
优选地，所述的微处理器每次处理电信号时，能够获取预定数量的标定因数；所述的微处理器能够获取标定因数值，具体是，所述的微处理器能够将标定因数值确定为预定数量的标定因数中出现次数最多的标定因数的值。
本发明提供的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的装置包括上述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装置，所述的微处理器还能够获取倾角传感器敏感轴零位输出值，所述敏感轴零位输出值等于两个所述标定因数值的总和的1/2。
优选地，所述的微处理器每次处理电信号时，能够获取预定数量的标定因数；所述的微处理器能够获取标定因数值，具体是，所述的微处理器能够将标定因数值确定预定数量的标定因数中出现次数最多的标定因数的值。
本发明还提供了 一种用于实施上述方法的倾角传感器，该倾角传感器包括电容式加速度传感模块、微处理器和输出端，电容式加速度传感^t块能够向孩i处理器输出电信号；所述的微处理器能够将接收到的电信号进行处理获取倾斜角度数据，并将倾斜角度数据由输出端输出，所述的微处理器能够按照上述方法对电信号进行处理，输出相应的旋转指示，获取第一标定因数值和第二标定因数值。提供的另 一种倾角传感器还能够根据上述方法获取敏感轴的零位输出值。
与现有技术相比，本发明提供的方法利用电容式加速度传感器电容器电压的特点，先将倾角传感器电路板固定，使电容器的动极板受到第一作用力，获取电容式加速度传感器输出的第一标定因数值；然后，使动极板受到与第一作用力大小相等，且方向相反第二作用力，获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值，根据这两个标定因数值获取电容式加速度倾角传感器的
10壽文感轴零位输出值，避免了手动使敏感轴与水平面平行造成的误差，最大限度地减小了测量误差，提高标定零位输出值的精度，从而可以大提高倾角传感器的测量精度。
在进一步的技术方案中，将倾角传感器电路板固定在一个平面上，然后将倾角传感器电路板旋转180度，可以使电容器旋转角度更容易控制，更进一步的减小获取的零位输出值误差。
在进一步的技术方案中，先获取多个标定因数，然后再选择一个出现次数最多的标定因数值作为标定零位输出值的基础，可以保证最大限度地减轻动态加速度对零位输出值的影响，减d、获取的零位输出值误差。
在再进一步的技术方案中，使固定倾角传感器的平面与重力方向平行，并使敏感轴保持与重力方向平行，可以使两个标定因数的值相差更大，变化更明显，减小获取的零位输出值误差。
本发明提供的相关标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法与装置适用于加速度倾角传感器的敏感轴零位输出值的标定，特别适用于电容式加速度倾角传感器的敏感轴零位输出值的标定。
图l是电容式加速度传感器工作原理图；程图3是倾角传感器电容器在旋转前状态简图4是倾角传感器电容器旋转180度后状态简图5是本发明另一实施例提供的标定双轴电容式加速度传感器的倾角传感器的敏感轴零位输出值的方法流程图6是本发明提供了获取标定双轴电容式加速度传感器的倾角传感器的^:感轴零位输出值参数的装置结构框图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
倾角传感器可以设有一个敏感轴，也可以设两个或多个每丈感轴。为了描述的方便，实施例一提供的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法是以设有 一个敏感轴的加速度传感器的倾角传感器为例进行描述的。
如图2所示，在开始执行方法时，需要启动倾角传感器的标定程序模块，即将相应电路连通，通过倾角传感器输出端获取相应的初始参数，或将相应
的初始参数存储在存储模块内。在标定敏感轴零位输出值zeroset时，输出的初始参数称为标定因数。在本例中，是将启动标定程度的接口短接，然后开始执行以下步骤。
步骤S101，将倾角传感器电路板固定在一个平面上，并使所述倾角传感器的敏感轴与所述平面平行。实施例中，是将倾角传感器电路板通过顶针固定在垂直平面中。本领域技术人员可以理解，将倾角传感器电路板固定后再启动标定程序，可以避免动加速度对动极板的影响，使倾角传感器获取的标定因数更快、更准确。
步骤S102,获取电容式加速度传感器输出的第一标定因数值zl。由于已经将标定程序接口短接，此时，倾角传感器输出端输出的是加速度传感器产生的标定因数，输出的标定因数的值与电容器输出电压成正比例关系，获取的标定因数值可以作为zl;标定因数可以是模拟电压，也可以是脉波信号的占空比，本例中，标定因数为脉波信号的占空比。本领域技术人员可以理解，获取标定因数可以根据倾角传感器的输入端输入的指示进行；本例中，是根
据预先设定，由微处理器自动进行获取。在实际上，由于电容器中动极板受力后，会有相应的震动，因此，输出的标定因数的值会不断的变化，为了减少获取的zl的误差，避免动态加速度对标定因数的影响，可以记录多个标定因数，然后，再选择一个出现次数最多的标定因数值作为zl。本例中，是使倾角传感器的微处理器自动记录200个输出的标定因数，然后微处理器自动选择一个出现次数最多的标定因数值作为zl,然后，将zl存储到倾角传感器的存储模块中。本领域技术人员可以理解，记录的标定因数越多，获取的zl就越接近理想的标定因数值，因此可以在微处理器中，设计数模块，设定记录标定因数的次数，记录更多个标定因数。具体选择出现次数最多的标定因数值可以有多种实现方法，可以在微处理器中，设相应的程序模块，通过执行程序获取zl。步骤S103,在所述平面上，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。本例中，是通过倾角传感器上指示灯实现的，即微处理器在获取zl后，会发出相应的旋转指示，旋转指示控制相应指示灯，操作人员根据指示灯判断是否已经取得zl,在确定已获取zl后，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。本领域技术人员可以理解，^f鼓处理器可以通过更多的方式发出旋转指示，比如可以通过显示终端的显示，操作人员可以根据相应旋转指示旋转倾角传感器的电路板。
步骤S104，获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值z2。本步骤的具体方式与步骤S102相同，不再赘述。
步骤S105,获取敏感轴的zeroset,所述zeroset= ( zl+z2 ) /2。本例中，微处理器自动将存储在存储模块内的zl和z2进行相应处理，获取zeroset。
本发明提供的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法原理如下，如图1所示，假设电容器电场方向与水平面平行，也就是倾角传感器的^l丈感轴水平时，加速度传感器1叙出的标定因凝:值为ML，倾角传感器的zeroset就应该等于ML, M为系数。在如图3所示的状态下，倾角传感器的敏感轴与水平面不平行，存在一定的角度，重力在敏感轴方向上的分量会使动极板2受到第一作用力，第一作用力会使动极板2产生一定的位移，假设动极板2产生的位移为A，此时，加速度传感器输出的zl=M2L-M (L-A) =M (L+A);图4是在图3的勤出上旋转180度后固定后的状态，由于重力在^t感轴上的分量相同，因此动极板2受到的第二作用力与第一作用力大小相等，方向相反，产生的位移量也为A,方向与图3中状态相反，此时，加速度传感器输出的z2=M2L _ M (L + A) =M (L — A )。那么(zl + z2 ) /2= {M (L+A) +M ( L - A)} /2= ML=zeroset。这样获取的zeroset不再与标定时敏感轴是否水平有关，只要保证旋转角度为180度，敏感轴与水平方向可以是任意角度。本领域技术人员可以理解，保证旋转180度比保证^t感轴与水平面平行要筒单容易的多，从而可以保证获取倾角传感器的zeroset更准确。
根据上述原理的描述，本发明提供的标定倾角传感器zeroset的方法可以有更多种选择，比如说，在步骤S101中，固定倾角传感器时，不限定将其固定在垂直平面上，固定倾角传感器所在平面与水平面的角度关系在本质上不影响获取zeroset;本领域技术人员可以理解，使倾角传感器固定的平面与重力方向平行，在敏感轴与水平面夹角相同的情况下，可以使电容器动极板2位移更大一些，^f吏^走转前后获取的zl和z2相差更大一些，以-使获取的zeroset误差更小；基于同样的目的，固定倾角传感器电路板时，可以使倾角传感器每丈感轴尽量与重力方向平4亍，当然每丈感轴与重力方向不平4亍并不影响zeroset,只是使敏感轴尽量与重力方向平行可以使旋转前后获取的zl和z2相差更大一些。使敏感轴尽量与重力方向平行可以利用倾角传感器实现，具体可以是，连通倾角传感器的倾斜角度输出线路，通过倾角传感器输出的倾斜角度数据使敏感轴位于90度附近，使敏感轴与重力方向尽量平行，当然，为了避免倾角传感器程序接口的切换，也可以通过操作人员的经验判断，此处不要求壽丈感轴与重力方向严格的平行。
根据上述本发明原理的描述，实现本发明的关键是使倾角传感器电路板在两种状态下，动极板2在敏感轴方向上产生大小相同，方向相反的位移；而要保证这一点，就要使动极板2在两种状态下，在敏感轴方向上，受到大小相等、方向相反的第一作用力和第二作用力，在受到的作用力为重力在敏感轴上的分量情况下，只要状态改变前后，敏感轴与水平面的夹角相同，就可以保证达到上述目的，将倾角传感器电路板旋转180度只是一个优选的技术方案。根据空间几何理论，达到上述目的可以有更多种方式，只要保证重力在敏感轴上的分量相同，使电容器动极板2产生的位移方向相反，就可以比较获取标定因数，准确地获得zeroset，实现对电容式加速度传感器的倾角4专感器zeroset的准确才示定。
本例中，是釆用将倾角传感器电路板固定在一个平面上，然后再旋转180度方法实现状态转换的。为了保证旋转180度前后，电容器的动极板产生位移量相同，实施例中将倾角传感器电路板固定在一个平面上的方法是使两个夹板在两侧与倾角传感器电路板接触，并保持两个夹板与倾角传感器接触面相互平行；在旋转时，仅旋转倾角传感器电路板，两个夹板保持不动，只要保持倾角传感器旋转前后，两侧与两个夹板相接触就能够最大限度地保证倾角传感器电^各板旋转角度为180度，保证电容器的动极板产生位移量相同，方向相反。上述描述是标定倾角传感器敏感轴零位输出值的完整方法，在具体使用中，可以将本方法分开进行，比如说，可以将zl和z2预先存储在存储模块中，以备使用，在测量倾斜角度时，再取得zeroset;当然，也可以先将由多个标定因数组成的两个标定因数组存储在存储模块中，以备后用；在测量倾斜角度时，按照上述的方法获取zl和z2，再取得zeroset。根据上述描述，本发明还可以提供一种获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参it的方法。
另外，上例描述中，倾角传感器的微处理器具备自动记录、存储和处理功能，本领域技术人员可以理解，也可以用手动的方式实现上述的方法，即在获取zl和z2时，通过操作人员记录相应数据，当然操作人员也可以得出zeroset,实3见本发明的目的。
以上描述是以设有一个敏感轴的倾角传感器为例进行描述的，在实际生产中，双轴加速度传感器的倾角传感器应用更广泛，另一实施例4是供了一种标定双轴倾角传感器的^t感轴零位输出值的方法，所述双轴倾角传感器包括两个壽文感轴第一每文感轴和第二壽文感轴，所述第一每丈感轴与第二壽文感轴相互垂直，如图5,该方法包括以下列步骤
步骤S201,将倾角传感器电路板固定在一个平面上，并使所述倾角传感器的第 一壽文感轴和第二每文感轴与所述平面平行。
步骤S202，获取电容式加速度传感器输出的标定因数值zll，此时获取的zll为标定第一H感轴zeroset的第一个参数。
步骤S203，在所述平面上，将倾角传感器电路板旋转90度后固定。
步骤S204,获取电容式加速度传感器输出的标定因数值z21，此时，获取z21的输出来源与zll与不同电容器输出电压成正比例关系，在标定zeroset时应该进行区分，获取的z21为标定第二敏感轴zeroset的第一个参数。
步骤S205,在所述平面上，再将倾角传感器电路板旋转90度后固定。此时第一敏感轴已经旋转180度。
步骤S206,获取电容式加速度传感器输出的标定因数值z12， z12为标定第一每文感轴zeroset的第二个参数。
步骤S207,在所述平面上，再将倾角传感器电路板旋转90度后固定。此时第二每文感轴也已经旋转180度。步骤S208,获取电容式加速度传感器输出的标定因数值z22, z22为标 定第二敏感轴zeroset的第二个参数。
步骤S209,获取第一敏感轴的zeroset，所述zeroset= (zll+zl2 )/2;和， 获取第二敏感轴的zeroset,所述zeroset= (z21+z22) /2。
这样就可以标定第一敏感轴和第二敏感轴各自的零位输出值，为倾角传 感器倾斜角度的测量奠定基础。另外，本领域技术人员可以理解，如果能够 将加速度传感器输出的标定因数的值与相应的敏感轴相关联，因为获取的 zeroset与敏感轴与水平面的角度无关，也可以在倾角传感器固定时获取第一 敏感轴的zll和第二敏感轴的z21,将倾角传感器旋转180度后，再获取第 一敏感轴的z12和第二敏感轴的z22,再通过相应的方法获取zeroset。
在提供上述方法的基础上，还提供了能够实现上述方法的装置。
如图6所示，首先提供了一种获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参 数的装置，包括电容式加速度传感模块2、微处理器4和输出端7，还可以设 存储模块5;电容式加速度传感模块2能够向微处理器4输出电信号，输出 的电信号与电容器中动极板位移成正比；所述的微处理器4能够接收电信号， 并能够将电信号进行处理，获取标定因数，可以将标定因数值存储到存储模 块5中备用，当然，也可以通过输出端将相应标定因数值输出；所述的微处 理器4获取标定因数值后能够将旋转指示由输出端7输出，输出旋转指示的 方式可以是指示灯或通过显示输出端显示具体信息，操作人员可以通过相应 的旋转信息确定是否旋转倾角传感器电路板。本领域技术人员可以理解，获 取标定因凄t可以由标定程序自动进行获取、记录；也可以通过相应的输入端 输入相应指令，微处理器4再根据相应指令进行记录，获取标定因数。具体 的工作原理与上述相应的方法相同，此处不再赘述。
为了消除或尽量减少电信号的波动，所述获取标定倾角传感器^:感轴零 位输出值参数的装置还包括滤波模块3,电容式加速度传感模块2向滤波模 块3输出电信号；所述滤波模块3能够将接收到的电信号进行过滤，再将电 信号输出到微处理器4,消除电信号的不稳定性。
为了使获取的标定因数值更准确，所述的微处理器4在处理电信号时， 可以获取多个，也就是预定数量的标定因数，然后再将出现次数最多的标定
16因数的值作为一个标定zeroset标定因数值，也可以将预定数量的标定因数组 成一个参数组；然后，确定每个参数组中出现次数最多的标定因数的值作为 一个标定zeroset标定因数值。按上述方法获取两个标定因数值，也就实施例 一中zl和z2。具体的工作原理请参考上述对相应方法的描述。
在提供了获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装置的基础上， 还提供了 一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的装置，该装置包括上述的 获取标定倾角传感器每丈感轴零位输出值参数的装置，微处理器4还能够获取， 或从存储模块中读取预定的两个标定因数值，并能够获取倾角传感器敏感轴 零位输出值，所述敏感轴零位输出值等于两个所述标定因数值的总和的1/2， 可以将倾角传感器敏感轴零位输出值存储在存储模块中，或通过相应输出装 置输出，以便在测量倾斜角度时使用。当然，获取倾角传感器敏感轴零位输 出值可以按照程序设定，在获取两个标定因数值后自动进行；也可以根据相 应输入端输入指令进4t。
另外，还可以利用现有的倾角传感器实施上面描述的方法，倾角传感器 包括电容式加速度传感模块、微处理器和输出端，电容式加速度传感模块能 够向^t处理器输出电信号；所述的微处理器能够将接收到的电信号进行处理 获取倾斜角度数据，并将倾斜角度数据通过输出端输出，另外，所述的微处 理器能够按照上述方法中所述步骤对电信号进行处理，获耳又标定因凝:值；所 述的微处理器获取标定因数值后，能够将旋转指示由输出端输出，操作人员 可以根据输出的旋转提示，旋转倾角传感器，获取倾角传感器电路板旋转180 度后的两个标定因数值，按照上述方法中描述的步骤获取zeroset。倾角传感 器还可以包括存储模块；所述的微处理器可以将相应数据存储在存储模块内。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普 通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润 饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1、一种获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的方法，所述倾角传感器为电容式加速度传感器的倾斜角度传感器，且设有敏感轴；所述倾角传感器包括带有电容器的电容式加速度传感器，所述电容式加速度传感器能够测量敏感轴方向上的加速度，所述电容器包括一个动极板，其特征在于，该方法包括以下步骤将倾角传感器电路板固定，在敏感轴方向上，使动极板受到第一作用力；获取电容式加速度传感器输出的第一标定因数值；在敏感轴方向上，使动极板受到第二作用力，以电容式加速度传感器为参照，所述第二作用力与第一作用力大小相等，且方向相反；获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值。
2、 根据权利要求1所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的 方法，其特征在于，所述使动极板受到第二作用力的具体方法是以一条与敏感轴垂直的直线 为轴，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。
3、 根据权利要求2所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的 方法，其特征在于，所述将倾角传感器电路板固定，具体是，将倾角传感器电路板固定在一个 平面上，并使所述倾角传感器的敏感轴与所述平面平行； 所述与敏感轴垂直的直线为与所述平面垂直的直线。
4、 才艮据权利要求1-3任一项所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出 值参数的方法，其特征在于，所述获取第 一标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预 定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第一标定因数值；所述获取第二标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预 定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第二标定因数值。
5、 一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，所述倾角传感器为电 容式加速度传感器的倾斜角度传感器，且设有敏感轴；所述倾角传感器包括带 有电容器的电容式加速度传感器，所述电容式加速度传感器能够测量敏感轴方向上的加速度，所述电容器包括一个动极板，其特征在于，该方法包括以下步骤将倾角传感器电路板固定，在敏感轴方向上，使动极板受到第一作用力； 获取电容式加速度传感器输出的第 一标定因数值；在敏感轴方向上，使动极板受到第二作用力，以电容式加速度传感器为参 照，所述第二作用力与第一作用力大小相等，且方向相反； 获取电容式加速度传感器输出的第二标定因数值；获取所述敏感轴零位输出值，所述的零位输出值等于第一标定因数值和第 二标定因数值之和的1/2。
6、 根据权利要求5所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，其 特征在于，所述使动极板受到第二作用力的具体方法是以一条与敏感轴垂直的直线 为轴，将倾角传感器电路板旋转180度后固定。
7、 根据权利要求6所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，其 特征在于，所述将倾角传感器电路板固定，具体是，将倾角传感器电路板固定在一个 平面上，并使所述倾角传感器的敏感轴与所述平面平行； 所述与^t感轴垂直的直线为与所述平面垂直的直线。
8、 根据权利要求5-7任一项所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的 方法，其特征在于，所述获取第一标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预 定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第 一标定因数值；所述获取第二标定因数值的具体方法是记录电容式加速度传感器输出预 定数量的标定因数，将出现次数最多的标定因数的值作为第二标定因数值。
9、 根据权利要求7所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，其 特征在于，所述平面为与重力方向平^f亍的平面；所述将倾角传感器电路板固定时，使所述敏感轴保持与重力方向平行。
10、 根据权利要求9所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，其 特征在于，所述使敏感轴保持与重力方向平行的具体方法是通过倾角传感器的输出 的倾斜角度确定敏感轴是否与重力方向保持平行。
11、 一种获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装置，包括电容式 加速度传感模块、微处理器和输出端；电容式加速度传感模块能够向微处理器 输出电信号；所述的微处理器能够接收电信号，并能够将电信号进行处理，获 取标定因数值；所述的微处理器获取标定因数值后能够将旋转指示由输出端输 出。
12、 根据权利要求11所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数 的装置，其特征在于，还包括滤波模块，电容式加速度传感模块能够向微处理 器输出电信号，具体是，电容式加速度传感模块能够向滤波模块输出电信号； 所述滤波模块能够将接收到的电信号进行过滤，再将电信号输出到微处理器。
13、 根据权利要求11或12所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值 参数的装置，其特征在于，所述的微处理器每次处理电信号时，能够获取预定 数量的标定因数；所述的微处理器能够获取标定因数值，具体是，所述的微处 理器能够将标定因数值确定为预定数量的标定因数中出现次数最多的标定因 数的值。
14、 一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的装置，其特征在于，该装置 包括权利要求11或12所述的获取标定倾角传感器敏感轴零位输出值参数的装 置，所述的微处理器还能够获取倾角传感器敏感轴零位输出值，所述敏感轴零 位输出值等于两个所述标定因数值的总和的1/2。
15、 根据权利要求14所述的标定倾角传感器敏感轴零位输出值的装置， 其特征在于，所述的微处理器每次处理电信号时，能够获取预定数量的标定因 数；所述的微处理器能够获取标定因数值，具体是，所述的微处理器能够将标 定因数值确定预定数量的标定因数中出现次数最多的标定因数的值。
16、 一种用于实现权利要求l-4任一项所述方法的倾角传感器，该倾角传 感器包括电容式加速度传感模块、微处理器和输出端，电容式加速度传感模块 能够向微处理器输出电信号；所述的微处理器能够将接收到的电信号进行处理 获取倾斜角度数据，并将倾斜角度数据由输出端输出，其特征在于，所述的微 处理器能够按照权利要求l-4任一项所述方法对电信号进行处理，输出相应的旋转指示，获取第一标定因数值和第二标定因数值。
17、 一种用于实现权利要求5-10任一项所述方法的倾角传感器，该倾角 传感器包括电容式加速度传感模块、微处理器和输出端，电容式加速度传感模 块能够向微处理器输出电信号；所述的微处理器能够将接收到的电信号进行处 理获取倾斜角度数据，并通过通讯模块将倾斜角度数据由输出端输出，其特征 在于，所述的微处理器能够按照权利要求5-10任一项所述方法对电信号进行 处理，输出相应的旋转指示，获取第一标定因数值和第二标定因数值，且能够 按照所述方法获取敏感轴的零位输出值。
全文摘要
本发明公开了一种标定倾角传感器敏感轴零位输出值的方法，所述倾角传感器为电容式加速度传感器的倾斜角度传感器，该方法包括以下步骤将倾角传感器电路板固定，在敏感轴方向上，使传感器电容器的动极板受到第一作用力；获取电容式加速度传感器输出的第一标定因数值；在敏感轴方向上，使动极板受到第二作用力，以电容式加速度传感器为参照，第二作用力与第一作用力大小相等、方向相反；获取第二标定因数值；获取所述敏感轴零位输出值，所述的零位输出值等于第一标定因数值和第二标定因数值之和的1/2。本发明公开的方法能够准确标定倾角传感器敏感轴零位输出值，避免手动标定零位输出值的不足，使倾角传感器能够更精确的测量倾斜角度。
文档编号G01P15/125GK101685026SQ20081016129
公开日2010年3月31日 申请日期2008年9月24日 优先权日2008年9月24日
发明者翔 周, 周继辉, 李早平, 巍 王 申请人:三一重工股份有限公司