CN115014288A - 一种双模复合动态倾角传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双模复合动态倾角传感器，包括：一壳体，壳体内设有三个摆锤，分别沿X轴、Y轴和Z轴方向进行摆动；三个角度检测芯片，对应于三个摆锤设置于壳体内，用于分别测量对应的摆锤与X轴、Y轴、Z轴之间的夹角；一个三轴加速度检测芯片，对应于X轴、Y轴、Z轴设置于壳体内，用于分别测量三个X轴、Y轴、Z轴竖直向上的加速度；一处理芯片，用于根据各加速度和对应的各夹角处理得到当前所在位置于X‑Z平面、X‑Y平面和Y‑Z平面上的动态倾角。有益效果是本发明将摆锤、加速度监测芯片和角度检测芯片结合实现三个平面内的动态倾角测量，相对传统的摆锤测量形式，具有非接触、寿命长、体积小的特点，并通过灌注阻尼液使摆锤的摆动更加稳定。

Description

一种双模复合动态倾角传感器

技术领域

本发明涉及倾角传感器领域，尤其涉及一种双模复合动态倾角传感器。

背景技术

倾角传感器又称为倾角仪，用于在重力场中测量物体的倾斜角度，一般按应用分为静态倾角传感器和动态倾角传感器两大类，顾名思义静态倾角传感器仅能用于在静止场合进行倾角测量，如被测物存在相对运动，则运动时的加速度会对倾角传感器的测量数据产生影响，从而使结果出现偏差，动态倾角传感器则在静态倾角传感器的基础上，加入了陀螺仪，通过陀螺仪对静态倾角传感器的测量数据进行补偿，以此来消除运动时加速度对倾角传感器的干扰。

在倾角传感器的实现技术途径上，主要有两大类，一类是较传统的方式，采用摆锤这一普遍应用的物体，利用摆锤带动转轴转动以测量转轴旋转的角度，从而得出被测物的倾角，这种方式的特点是原理简单，技术难度较低，但其只能实现静态倾角的测量，且大部分情况下该方式只用来测量单轴的倾角，要实现双轴倾角的测量则需要较复杂的机械结构，第二类则是利用加速度传感器来测量重力加速度在X、Y、Z轴向上的分量，通过解算算法得出被测物的倾角，加速度传感器有较早面世的基于气体摆锤原理、液体摆锤原理的芯片，也有现下较新的基于MEMS技术的微机电芯片，微机电芯片是通过在芯片上的微型梁架结构，通过电容差来实现加速度的测量。

现有动态倾角传感器大多采用微机电芯片与陀螺仪相结合，实现动态倾角的测量，但是不同于加速度芯片的物美价廉，目前陀螺仪芯片仍价格相对较高，使动态倾角传感器的成本较高，难以实现亲民的价格，且由于陀螺仪芯片的高度集成化，在电气结构和硬件结构上需要设计复杂结构来进行外围保护。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种双模复合动态倾角传感器，包括：

一壳体，所述壳体内设有三个摆锤，三个所述摆锤分别沿预先设置的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行摆动；

三个角度检测芯片，分别对应于三个所述摆锤设置于所述壳体内，用于分别测量对应的所述摆锤与X轴方向的夹角、对应的所述摆锤与Y轴方向的夹角以及对应的所述摆锤与Z轴方向的夹角；

一个三轴加速度检测芯片，所述三轴加速度检测芯片对应于所述X轴、所述Y轴和所述Z轴设置于所述壳体内，用于分别测量所述X轴、所述Y轴和所述Z轴竖直向上的加速度；

一处理芯片，分别连接各所述角度检测芯片和各所述加速度检测芯片，用于根据各所述加速度和对应的各所述夹角处理得到当前所在位置于X-Z平面、X-Y平面和Y-Z平面上的实际倾角。

优选的，所述壳体内设有一主腔体和两个副腔体，所述主腔体位于所述壳体的中间位置，其中一所述副腔体位于所述主腔体长度方向上的一侧，另一所述副腔体位于所述主腔体宽度方向上的一侧，所述主腔体内设有沿Z轴方向摆动的所述摆锤，其中一所述副腔体内设有沿X轴方向摆动的所述摆锤，另一所述副腔体内设有沿Y轴方向摆动的所述摆锤。

优选的，所述壳体底部设置有一底盖，所述底盖上设有三个摆锤支架，分别位于所述主腔体和各所述副腔体内，所述主腔体内的所述摆锤支架与所述壳体的横截面平行，各所述副腔体内的所述摆锤支架与所述主腔体内的所述摆锤支架相垂直，各所述摆锤固定于对应的所述摆锤支架的背离所述底盖的一端进行摆动。

优选的，所述底盖的顶部与所述壳体的底部分别对应设有一密封凸台和一密封槽，通过一密封条分别与对应的所述密封凸台和所述密封槽压合对所述壳体进行密封。

优选的，各所述摆锤分别通过一轴承结构固定安装于对应的所述摆锤支架上。

优选的，各所述摆锤分别包括一锤摆和一锤柄，各所述锤柄的朝向所述角度检测芯片的一侧分别安装有一磁钢以配合所述角度检测芯片测量对应的所述夹角。

优选的，三个所述加速度监测芯片和用于测量所述摆锤与Z轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片设于一主电路板上，用于测量所述摆锤与X轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片以及用于测量所述摆锤与Y轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片分别设于一副电路板上。

优选的，所述主电路板上还包括：

一电源转换芯片，分别连接所述处理芯片和外部的供电电源，用于接收所述供电电源输入的供电电压并将所述供电电压转换为适配电压为所述处理芯片供电；

一通信芯片，分别连接所述电源转换芯片和所述处理芯片，用于接收所述处理芯片输出的包含所述动态倾角的数字信号并将所述数字信号转换为485通信信号输出至外部的上位机。

优选的，所述主电路板的顶部和底部分别设有一减震垫，各所述减震垫通过多个减震螺钉固定安装于所述主电路板上。

优选的，通过以下计算公式计算得到当前所在位置于X-Z平面或X-Y平面或Y-Z平面上的实际倾角：

其中，

θ₁表示被测物的所述实际倾角；

g表示预先测量得到的一重力加速度；

Ax表示所述加速度芯片测得的所述X轴竖直向上的所述加速度；

θ表示所述磁敏芯片测得的所述摆锤与所述Z轴之间的所述夹角。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

(1)本发明中的双模复合动态倾角传感器设有对应X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的摆锤，通过磁敏芯片检测摆锤的角度，并通过创新算法计算出加速度；

(2)本发明中的双模复合动态倾角传感器设置有一个主腔体和两个独立的副腔体，并分别在主腔体和副腔体内灌注阻尼液以吸收高频振动和摆锤惯性，使摆锤的加速度测量更加稳定可靠；

(3)本发明中的双模复合动态倾角传感器通过磁敏角度检测芯片测量摆锤与X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的夹角，相对传统的摆锤测量形式，具有非接触、寿命长、体积小的特点；

(4)本发明中的双模复合动态倾角传感器在壳体底部和底盖顶部均设有密封槽和密封凸台，并通过密封条与密封槽及密封凸台进行压合以密封壳体，具有高防水性。

附图说明

图1为本发明的较佳的实施例中，双模复合动态倾角传感器的整体结构图；

图2为本发明的较佳的实施例中，双模复合动态倾角传感器的第一视角爆炸图；

图3为本发明的较佳的实施例中，双模复合动态倾角传感器的第二视角爆炸图；

图4为本发明的较佳的实施例中，双模复合动态倾角传感器的原理框图；

图5为本发明的较佳的实施例中，其中一个副电路板上磁敏芯片的电气原理图；

图6为本发明的较佳的实施例中，另一个副电路板上磁敏芯片的电气原理图；

图7为本发明的较佳的实施例中，主电路板上电压转换芯片的电气原理图；

图8为本发明的较佳的实施例中，主电路板上通信芯片的第一局部电气原理图；

图9为本发明的较佳的实施例中，主电路板上通信芯片的第二局部电气原理图；

图10为本发明的较佳的实施例中，主电路板上加速度监测芯片的电气原理图；

图11为本发明的较佳的实施例中，主电路板上处理芯片的电气原理图。

图12为本发明的较佳的实施例中，待测物体于X-Z平面上的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本发明并不限定于该实施方式，只要符合本发明的主旨，则其他实施方式也可以属于本发明的范畴。

本发明的较佳的实施例中，基于现有技术中存在的上述问题，现提供一种双模复合动态倾角传感器，如图1-3所示，包括：

一壳体1，壳体1内设有三个摆锤11，三个摆锤11分别沿预先设置的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行摆动；

三个角度检测芯片2，分别对应于三个摆锤11设置于壳体1内，用于分别测量对应的摆锤11与X轴方向的夹角、对应的摆锤11与Y轴方向的夹角以及对应的摆锤11与Z轴方向的夹角；

一个三轴加速度监测芯片3，对应于X轴、Y轴、Z轴设置于壳体1内，用于分别测量X轴、Y轴和Z轴竖直向上的加速度；

一处理芯片4，分别连接各角度检测芯片2和各加速度检测芯片3，用于根据各加速度和对应的各夹角处理得到当前所在位置于X-Z平面、X-Y平面和Y-Z平面上的实际倾角。

具体地，本实施例中，考虑到动态倾角具有多个平面关系即X-Z平面、X-Y平面和Y-Z平面上都可能存在动态倾角，因此本实施例中在壳体1内沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别设置一个摆锤11，并通过对应的加速度监测芯片3和角度检测芯片2来测量得到对应的夹角和加速度以进行动态倾角的计算。

优选的，摆锤11呈T字型。

本发明的较佳的实施例中，壳体1内设有一主腔体12和两个副腔体13，主腔体12位于壳体1的中间位置，其中一副腔体13位于主腔体12长度方向上的一侧，另一副腔体13位于主腔体12宽度方向上的一侧，主腔体12内设有沿Z轴方向摆动的摆锤11，其中一副腔体13内设有沿X轴方向摆动的摆锤11，另一副腔体13内设有沿Y轴方向摆动的摆锤11。

具体地，本实施例中，主腔体12和两个副腔体13之间相互独立，通过一个挡板进行隔离，避免其它的摆锤11对加速度监测芯片3监测得到的加速度造成影响。

优选的，主腔体12和两个副腔13体内均灌有阻尼液，用于吸收摆锤11产生的高频振动以及惯性，以增加摆锤11摆动的稳定性。

本发明的较佳的实施例中，壳体1底部设置有一底盖5，底盖上5设有三个摆锤支架51，分别位于主腔体12和各副腔体13内，主腔体12内的摆锤支架51与壳体1的横截面平行，各副腔体13内的摆锤支架51与主腔体12内的摆锤支架51相垂直，各摆锤11固定于对应的摆锤支架51的背离底盖5的一端进行摆动。

具体地，本实施例中，底盖5上设有三个柱形台阶52，分别对应三个摆锤支架51，摆锤支架51安装于对应的柱形台阶52上。

本发明的较佳的实施例中，底盖5的顶部与壳体1的底部分别对应设有一密封凸台53和一密封槽54，通过一密封条55分别与对应的密封凸台53和密封槽54压合对壳体1进行密封。

具体地，本实施例中，考虑到底盖5与壳体1之间需要具备良好的密封性以防止阻尼液露出，因此在底盖5顶部设置一个密封凸台53和一个密封槽54，并在壳体1底部同样设置一个密封凸台53和一个密封槽54，然后将密封条55与密封凸台53和密封槽54进行压合，以保证底盖5与壳体1之间设为密封性和防水性。

本发明的较佳的实施例中，各摆锤11分别通过一轴承结构6固定安装于对应的摆锤支架51上。

本发明的较佳的实施例中，各摆锤11分别包括一锤摆和一锤柄，各锤柄的朝向角度检测芯片2的一侧分别安装有一磁钢14以配合角度检测芯片2测量对应的夹角。

具体地，本实施例中，各摆锤11的锤柄上端一侧分别安装有一转轴15以使摆锤11进行转动，各摆锤11的锤柄上端另一侧分别安装有磁钢14，用于配合角度检测芯片2测量对应的夹角。

本发明的较佳的实施例中，三个加速度监测芯片3和用于测量摆锤11与Z轴方向的夹角的角度检测芯片2设于一主电路板7上，用于测量摆锤11与X轴方向的夹角的角度检测芯片2以及用于测量摆锤11与Y轴方向的夹角的角度检测芯片2分别设于一副电路板8上。

具体地，本实施例中，如图4所示，其中一个副电路板8上包括：

一第一芯片U1，第一芯片U1的第一引脚连接外部输入的5V电压，第一芯片U1的第二引脚、第三引脚和第四引脚并联接地，第一芯片U1的第六引脚、第七引脚和第八引脚并联接地；

一第一电阻R1，第一电阻R1的一端连接第七芯片U7的第十一引脚，第一电阻R1的另一端接地；

一第一电容C1，并联于第一电阻R1两端；

具体地，本实施例中，如图5所示，另一个副电路板8上包括：

一第二芯片U2，第二芯片U2的第一引脚连接外部输入的5V电压，第二芯片U2的第二引脚、第三引脚和第四引脚并联接地，第二芯片U2的第六引脚、第七引脚和第八引脚并联接地；

一第二电阻R2，第二电阻R2的一端连接第七芯片U7的第十二引脚，第二电阻R2的另一端接地；

一第二电容C2，并联于第二电阻R2两端。

优选的，第一芯片U1和第二芯片U2均为磁敏芯片，第一芯片U1和第二芯片U2通过第一引脚接收5V电压进行供电，第一芯片U1和第二芯片U2分别用于检测X轴方向、Y轴方向与摆锤11的夹角，并将检测到的测量数据由第五引脚输出到第七芯片U7的第十一引脚和第十二引脚。

本发明的较佳的实施例中，如图6所示，主电路板7上还包括：

一电源转换芯片9，分别连接处理芯片4和外部的供电电源，用于接收供电电源输入的供电电压并将供电电压转换为适配电压为处理芯片4供电；

一通信芯片10，分别连接电源转换芯片9和处理芯片4，用于接收处理芯片4输出的包含动态倾角的数字信号并将数字信号转换为485通信信号输出至外部的上位机。

具体地，本实施例中，如图7所示，电源转换芯片9包括：

一第一二极管D1，第一二极管D1的正极连接外部的供电电源VCC；

一第一电感L1，第一电感L1的一端连接第一二极管D1的负极；

一电解电容EC1,电解电容EC1的正极连接第一电感L1的另一端，电解电容EC1的负极接地；

一保险丝F1，保险丝F1的一端连接电解电容EC1的正极，保险丝F1的另一端连接第三芯片U3的第三引脚；

一瞬态电压抑制二极管D2，瞬态电压抑制二极管D2的一端连接保险丝F1的另一端，瞬态电压抑制二极管D2的另一端接地；

一第三电容C3，并联于瞬态电压抑制二极管D2两端；

一第四电容C4，并联于第三电容C3两端；

一第三电阻R3，第三电阻R3的一端连接第三芯片U3的第一引脚；

一第四电阻R4，第四电阻R4的一端连接第三电阻R3的另一端，第四电阻R4的另一端接地；

一第五电阻R5，第五电阻R5的一端连接第三芯片U3的第一引脚，第五电阻R5的另一端连接第三芯片U3的第二引脚；

一第五电容C5，第五电容C5的另一端连接5V电源，第五电容C5的另一端连接第四芯片U4的第二引脚；

一第六电容C6，第六电容C6的一端连接第四芯片U4的第二引脚，第六电容C6的另一端连接第四芯片U4的第一引脚；

一第七电容C7，第七电容C7的一端连接第四芯片U4的第三引脚，第七电容C7的另一端连接第四芯片U4的第一引脚。

优选的，电源转换芯片9将供电电源VCC输入的9V-30V的供电电压转换为内部芯片工作所需的5V和3.3V电压，第三芯片U3和第四芯片U4串联式连接，供电电压经过由第一二极管D1、瞬态电压拟制二极管D2、第一电感L1、保险丝F1、电解电容EC1、第三电容C3和第四电容C4组成的滤波保护电路后进入第三芯片U3的第三引脚，第三芯片U3的第二引脚将转换后的5V电压输出至第四芯片U4的第二引脚，第四芯片U4转换得到3.3V电压后从第三引脚输出。

具体地，本实施例中，如图8和图9所示，通信芯片10包括：

一第八电容C8，第八电容C8的一端连接5V电源，第八电容C8的另一端接地；

一第九电容C9，第八电容C8的一端连接第五芯片U5的第一引脚，第八电容C8的另一端接地；

一第十电容C10，第十电容C10的一端连接第五芯片U5的第五引脚，第十电容C10的另一端接地；

一第十一电容C11，第十一电容C11的一端连接第五芯片U5的第四引脚，第十一电容C11的另一端接地；

一第六电阻R6，第六电阻R6的一端连接5V电源，第六电阻R6的另一端连接第六芯片U6的第六引脚；

一第七电阻R7，第七电阻R7的一端连接第六电阻R6的另一端，第七电阻R7的另一端连接第六芯片U6的第七引脚；

一第八电阻R8，第八电阻R8的一端连接第七电阻R7的另一端，第八电阻R8的另一端接地；

一第十二电容C12，第十二电容C12的一端连接第六芯片U6的第八引脚，第十二电容C12的另一端接地；

一第九电阻R9，第九电阻R9的一端连接5V电源，第九电阻R9的另一端连接第六芯片U6的第四引脚；

一第十电阻R10，第十电阻R10的一端连接5V电源，第十电阻R10的另一端分别连接第六芯片U6的第二引脚和第三引脚；

一第十一电阻R11，第十一电阻R11的一端连接5V电源，第十一电阻R11的另一端连接第六芯片U6的第一引脚。

优选的，经第三芯片U3转换后的5V电压输入到第五芯片U6的第一引脚进行供电使其工作，第七芯片U7的第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚分别输出DA_HVC信号、DA_CS信号、DA_SCK信号、DA_SDO信号和DA_SDI信号至第五芯片U5的第六引脚、第二引脚、第九引脚、第八引脚、第十引脚，第五芯片U5将信号转换后从第四引脚、第五引脚分别输出DA_OUT1信号和DA_OUT2信号。

优选的，经第三芯片U3转换后的5V电压输入到第六芯片U6的第八引脚给第六芯片U6供电使其工作，第七芯片U7的第三十引脚、第三十一引脚分别输出USART1_TX信号、USART1_RX信号到第六芯片U6的第四引脚、第一引脚，第六芯片U6将信号转换为485通信信号后由第六引脚、第七引脚输出。

具体地，本实施例中，如图10所示，加速度监测芯片3包括：

一第十三电容C13，第十三电容C13的一端连接第八芯片U8的第四引脚，第十三电容C13的另一端接地；

一第十四电容C14，第十四电容C14的一端连接第八芯片U8的第二引脚，第十四电容C14的另一端接地；

一第十五电容C15，第十五电容C15的一端连接第八芯片U8的第十引脚，第十五电容C15的另一端接地；

一第十六电容C16，第十六电容C16的一端连接第八芯片U8的第九引脚，第十六电容C16的另一端接地。

优选的，经第四芯片U4转换后的3.3V电压输入到第八芯片U8的第四引脚、第八引脚进行供电使其工作，第八芯片U8检测到加速度后由第五引脚、第六引脚、第七引脚、第八引脚输出包含加速度的SSI信号到第七芯片U7的第二十五引脚、第二十六引脚、第二十七引脚、第二十八引脚。

具体地，本实施例中，如图11所示，处理芯片4包括：

一第十七电容C17，第十七电容C17的一端连接一晶振Y1的第一引脚，第十七电容C17的另一端接地；

一第十八电容C18，第十八电容C18的一端连接晶振Y1的第三引脚，第十八电容C18的另一端接地；

一第十二电阻R12，第十二电阻R12的一端连接第七芯片U7的第五引脚，第十二电阻R12的另一端连接第七芯片U7的第六引脚；

一第十三电阻R13，第十三电阻R13的一端连接第七芯片U7的第四十四引脚，第十三电阻R13的另一端接地；

一第十四电阻R14，第十四电阻R14的一端连接第七引脚，第十四电阻R14的另一端连接3.3V电源；

一第十九电容C19，第十九电容C19的一端连接第七引脚，第十九电容C19的另一端接地；

一第十五电阻R15，第十五电阻R15的一端连接第二十引脚，第十五电阻R15的另一端接地；

一第二电感L2，第二电感L2的一端连接第九引脚，第二电感L2的另一端连接3.3V电源；

一接线端子J1，接线端子J1的第一引脚连接第七芯片U7的第三十四引脚，接线端子J1的第二引脚连接第七芯片U7的第三十七引脚，接线端子J1的第三引脚接地，接线端子J1的第四引脚连接3.3V电源。

优选的，经第四芯片U4转换后的3.3V电压输入到第七芯片U7的第九引脚进行供电使其工作，晶振Y1输入时钟信号至第七芯片U7的第五引脚、第六引脚进行同步控制，接线端子J1作为第七芯片U7的编程接口，通过接线端子J1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚将预先配置的算法烧写到第七芯片U7中，第七芯片U7按照算法将第二十五引脚、第二十六引脚、第二十七引脚、第二十八引脚接收到的加速度监测芯片3的输出信号和第十一引脚、第十二引脚接收到的角度检测芯片2的输出信号结合，运算处理后由第十三引脚、第十四引脚、第十五引脚、第十六引脚、第十七引脚将包含动态倾角的数字信号输出到第八芯片U8。

本发明的较佳的实施例中，主电路板7的顶部和底部分别设有一减震垫16，各减震垫16通过多个减震螺钉17固定安装于主电路板7上。

具体地，本实施例中，在主电路板7的顶部和底部均设有多个减震垫16，减震螺钉17从减震垫16中穿过以将主电路板7固定于壳体1的主腔体12内。

本发明的较佳的实施例中，通过以下计算公式计算得到当前所在位置于X-Z平面上的实际倾角：

其中，

θ₁表示被测物的实际倾角；

g表示预先测量得到的一重力加速度；

Ax表示加速度芯片测得的X轴竖直向上的加速度；

θ表示磁敏芯片测得的摆锤与Z轴之间的夹角。

具体地，本实施例中，如图12所示，以X-Z平面上的待测物体为例，通过以下计算公式计算得到待测物体于X-Z平面上的动态加速度和动态倾角：

其中，

θ₁表示被测物的实际倾角；

Ax表示加速度芯片测到的X轴竖直向上的加速度；

a表示被测物体在X-Z平面内的动态加速度；

g表示重力加速度；

θ表示磁敏芯片测到的摆锤与Z轴之间的夹角；

θ₂表示动态加速度引起的摆锤11与重锤线之间的夹角。

优选的，将上述三个公式进行换算可得以下计算公式：

其中，

θ₁表示被测物的实际倾角；

Ax表示加速度芯片测到的X轴竖直向上的加速度；

g表示重力加速度；

θ表示磁敏芯片测得的摆锤与Z轴之间的夹角。

优选的，上述公式为关于sinθ₁的一元二次方程式，根据一元二次方程式的求根公式可以得到本发明中计算sinθ₁的计算公式。

优选的，以Y-Z平面的被测物体和X-Y平面的被测物体为例也可以得到相同的计算公式，通过该计算公式可以计算得到被测物体于X-Z平面、X-Y平面和Z-Y平面上的动态倾角。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种双模复合动态倾角传感器，其特征在于，包括:

一壳体，所述壳体内设有三个摆锤，三个所述摆锤分别沿预先设置的X轴方向、Y轴方向和Z轴方向进行摆动；

三个角度检测芯片，分别对应于三个所述摆锤设置于所述壳体内，用于分别测量对应的所述摆锤与X轴方向的夹角、对应的所述摆锤与Y轴方向的夹角以及对应的所述摆锤与Z轴方向的夹角；

一个三轴加速度检测芯片，所述三轴加速度检测芯片对应于所述X轴、所述Y轴和所述Z轴设置于所述壳体内，用于分别测量所述X轴、所述Y轴和所述Z轴竖直向上的加速度；

一处理芯片，分别连接各所述角度检测芯片和各所述加速度检测芯片，用于根据各所述加速度和对应的各所述夹角处理得到当前所在位置于X-Z平面、X-Y平面和Y-Z平面上的实际倾角。

2.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述壳体内设有一主腔体和两个副腔体，所述主腔体位于所述壳体的中间位置，其中一所述副腔体位于所述主腔体长度方向上的一侧，另一所述副腔体位于所述主腔体宽度方向上的一侧，所述主腔体内设有沿Z轴方向摆动的所述摆锤，其中一所述副腔体内设有沿X轴方向摆动的所述摆锤，另一所述副腔体内设有沿Y轴方向摆动的所述摆锤。

3.根据权利要求2所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述壳体底部设置有一底盖，所述底盖上设有三个摆锤支架，分别位于所述主腔体和各所述副腔体内，所述主腔体内的所述摆锤支架与所述壳体的横截面平行，各所述副腔体内的所述摆锤支架与所述主腔体内的所述摆锤支架相垂直，各所述摆锤固定于对应的所述摆锤支架的背离所述底盖的一端进行摆动。

4.根据权利要求3所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述底盖的顶部与所述壳体的底部分别对应设有一密封凸台和一密封槽，通过一密封条分别与对应的所述密封凸台和所述密封槽压合对所述壳体进行密封。

5.根据权利要求3所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，各所述摆锤分别通过一轴承结构固定安装于对应的所述摆锤支架上。

6.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，各所述摆锤分别包括一锤摆和一锤柄，各所述锤柄的朝向所述角度检测芯片的一侧分别安装有一磁钢以配合所述角度检测芯片测量对应的所述夹角。

7.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，三个所述加速度监测芯片和用于测量所述摆锤与Z轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片设于一主电路板上，用于测量所述摆锤与X轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片以及用于测量所述摆锤与Y轴方向的所述夹角的所述角度检测芯片分别设于一副电路板上。

8.根据权利要求7所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述主电路板上还包括：

一电源转换芯片，分别连接所述处理芯片和外部的供电电源，用于接收所述供电电源输入的供电电压并将所述供电电压转换为适配电压为所述处理芯片供电；

一通信芯片，分别连接所述电源转换芯片和所述处理芯片，用于接收所述处理芯片输出的包含所述动态倾角的数字信号并将所述数字信号转换为485通信信号输出至外部的上位机。

9.根据权利要求7所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，所述主电路板的顶部和底部分别设有一减震垫，各所述减震垫通过多个减震螺钉固定安装于所述主电路板上。

10.根据权利要求1所述的双模复合动态倾角传感器，其特征在于，通过以下计算公式计算得到当前所在位置于X-Z平面或X-Y平面或Y-Z平面上的实际倾角：

其中，

θ₁表示被测物的所述实际倾角；

g表示预先测量得到的一重力加速度；

Ax表示所述加速度芯片测得的所述X轴竖直向上的所述加速度；

θ表示所述磁敏芯片测得的所述摆锤与所述Z轴之间的所述夹角。

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