CN203405203U - 一种高精度双轴倾角测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高精度双轴倾角测量装置，包括双轴传感器模块、显示功能处理模块和测量体，其特征在于：还包括基准定位块，所述的双轴传感器模块固装于基准定位块内，所述的测量体为框式结构，该框式结构的一面为测量面，所述基准定位块的一面为定位面，基准定位块设置在框式结构内，其定位面与内框的一面贴合，并与测量面平行或垂直；还包括弹性体，所述的基准定位块通过弹性体与测量体弹性相连，使所述的定位面与内框的一面紧密贴合。该装置通过采用基准定位块作为双轴传感器模块与测量体连接的载体，利于传感器模块与测量装置的分别制作与组合，解决了双轴倾角测量装置在制造、装配等引起的测量误差，具有较高的测量精度。

Description

一种高精度双轴倾角测量装置

技术领域

本实用新型涉及测量装置，具体是一种高精度双轴倾角测量装置。

背景技术

现有的双轴倾角测量装置，其结构包括双轴传感器模块、测量体、显示功能处理模块，双轴传感器模块设置在测量体内，双轴传感器模块与显示功能处理模块通过传输带缆或无线方式电连接。这种结构的双轴倾角测量装置，通过一个双轴加速度传感器的 x 和y 轴结合起来可得到在 360°范围内都有比较好分辨率，只需将双轴加速度传感器垂直放置并按单个轴倾斜角来测量，如图 1所示。重力加速度和倾斜角之间的关系如下：

Ax=g· sin(δ)            Ay=g·sin(γ)          (δ+γ)=90°

γ=ATAN(Ay/Ax)

其中，Ax：X轴输出数据；Ay：Y轴输出数据；g：重力加速度；δ：X轴与水平夹角；γ：Y轴与水平夹角；ATAN：反正切。通过转换δ和γ的关系，即可在0~360°倾斜角范围得到高分辨率，同时由于双轴输出的灵敏度一般都随温度同步变化，Ay 除以 Ax后还可大大降低传感器测量结果受温度变化的影响。

双轴传感器通过垂直放置方式可实现大范围高分辨率的倾角测量，但这是以X、Y轴组成的平面理想垂直于被测量面为前提的。实际上由于制造、装配、测量等因素都影响到垂直位置的准确度，从而给测量结果带来很大的误差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对制造、装配等因素引起的测量误差，而提供一种测量精度较高的高精度双轴倾角测量装置。

本实用新型的目的是通过下述的技术方案来实现的：

一种高精度双轴倾角测量装置，包括双轴传感器模块、显示功能处理模块和测量体，与现有技术不同的是：还包括基准定位块，所述的双轴传感器模块固装于基准定位块内，所述的测量体为框式结构，该框式结构的一面为测量面，所述基准定位块的一面为定位面，基准定位块设置在框式结构内，其定位面与内框的一面贴合，并与测量面平行或垂直。

该双轴倾角测量装置还包括弹性体，所述的基准定位块通过弹性体与测量体弹性相连，使所述的定位面与内框的一面紧密贴合。用于确保基准定位块与测量体准确安装定位及确保在温度变化、振动冲击等环境中保持位置不变。

所述的基准定位块与测量体还通过螺钉紧固。

所述的基准定位块与测量体还通过胶粘固接。在有更高振动、冲击要求的场合，可通过对基准定位块与测量体之间增加螺装或胶粘等连接方式来维持稳定精度。

本实用新型通过采用基准定位块作为双轴传感器模块与测量体连接的载体，克服传统的双轴传感器模块标定基准与测量装置测量基准直接关联对安装高要求的问题，利于传感器模块与测量装置的分别制作与组合，解决了双轴倾角测量装置在制造、装配等引起的测量误差，具有较高的测量精度。

附图说明

图1为双轴传感器360°测量原理图；

图2为实施例的主视断面结构示意图；

图3为图2的仰视断面结构示意图。

图中，1.双轴传感器模块 2.基准定位块 3.弹性体 4.测量体 5.显示功能处理模块 11.第一螺钉 12.传输带缆 41.第二螺钉 42.胶粘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型内容作进一步的说明，但不是对本实用新型的限定。

实施例：

参照图2图3，一种高精度双轴倾角测量装置，包括双轴传感器模块1、显示功能处理模块5和测量体4，还包括基准定位块2，所述的双轴传感器模块1固装于基准定位块2内，所述的测量体4为框式结构，该框式结构的一面为测量面，所述基准定位块2的一面为定位面，基准定位块2设置在框式结构内，其定位面与内框的一面贴合，并与测量面平行或垂直。

该双轴倾角测量装置还包括弹性体3，基准定位块2通过弹性体3与测量体4弹性相连，使所述的定位面与内框的一面紧密贴合。

具体地，双轴传感器模块1为由MEM S双轴加速度传感器及外围元件组成的PCBA板，通过第一螺钉11固装于基准定位块2内，双轴传感器模块1附有传输带缆12与显示功能处理模块5电连接，起数据传输作用。显示功能处理模块5对与之电连接的双轴传感器模块1输出的数据进行处理并数字显示。

在双轴传感器模块1与基准定位块2装配完成后，需对双轴传感器模块1相对于基准定位块2定位面A或B面的输出数据进行测定并修正，使之符合0~360°高精度倾角测量要求。

弹性体3为压缩弹簧，起到使基准定位块2与测量体4准确安装定位及确保在温度变化、振动冲击等环境中保持位置不变的作用。

测量体4为框式结构，底面C为测量面，内框A′面和B′面与基准定位块2 的A面或B面相贴合，测量体4的底面C测量面满足与内框A′面或B′面垂直度或平行度的要求。

在实际应用中，测量体4可根据具体需要制成不同形状，通过控制与基准定位块2相配合面与测量体4的测量面的平行度或垂直度在一定范围内即可实现双轴传感器0~360°高精度倾角测量的目的。测量体4的底面C测量面与内框A′面或B′面垂直度或平行度在普通机械加工精度内时，最终测量装置在0~360°测量范围可达到0.1°精度，远高于现有的技术实现方式的精度。

 另外，在有更高振动、冲击要求的场合，可在按前述方法装配检测达到精度要求后，再通过对基准定位块2与测量体4间增加第二螺钉41紧固；基准定位块2与测量体4还可通过胶粘42固接。通过对基准定位块2与测量体4之间增加第二螺钉41或胶粘42等连接方式提高产品的抗冲击能力，提高产品可靠性。同时由于通过先检测，再紧固的方式，可有效提高装配效率，降低不良成本。

Claims (4)

1.一种高精度双轴倾角测量装置，包括双轴传感器模块、显示功能处理模块和测量体，其特征在于：还包括基准定位块，所述的双轴传感器模块固装于基准定位块内，所述的测量体为框式结构，该框式结构的一面为测量面，所述基准定位块的一面为定位面，基准定位块设置在框式结构内，其定位面与内框的一面贴合，并与测量面平行或垂直。

2.根据权利要求1所述的高精度双轴倾角测量装置，其特征在于：包括弹性体，所述的基准定位块通过弹性体与测量体弹性相连，使所述的定位面与内框的一面紧密贴合。

3.根据权利要求2所述的高精度双轴倾角测量装置，其特征在于：所述的基准定位块与测量体还通过螺钉紧固。

4.根据权利要求2所述的高精度双轴倾角测量装置，其特征在于：所述的基准定位块与测量体还通过胶粘固接。

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