CN215598356U - 基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，包括STM32运算电路、用于实现STM32运算电路与采集器进行通讯的RS485通讯电路、用于同步波形信号的时间同步电路、用于感知测量点的角度变化的倾角传感电路、用于对测量点的倾斜角度进行修正的水平转角传感电路以及用于提供电源的电源管理电路，STM32运算电路分别与RS485通讯电路、时间同步电路、倾角传感电路以及水平转角传感电路连接。本实用新型通过测量基坑边沿与水平位移监测传感器的测量平面之间的垂直偏差，采用角度补偿的方式自动对测量结果进行修正，从而准确测量出该处的基坑边沿真实的倾斜角度，提高了监测效率及测量准确度。

Description

基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器

技术领域

本实用新型涉及基坑监测技术领域，具体涉及基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器。

背景技术

随着大型写字楼、大型商场和大型公共设施的普及，建设过程中的深基坑挖掘的频率越来越高，规模也越来越大，其施工安全不能忽视。对于深基坑的施工监测，现有技术一般采用在深基坑的周边通过埋设深层水平位移传感器的方式，对基坑周边岩土的倾斜情况进行监测。其中，水平位移传感器所监测的方向为周边岩土向深基坑方向的倾斜角度，因此，水平位移传感器的测量平面需要与该处的基坑边沿垂直，才能保证测量的准确度。但是，在实际的设备安装过程中，受外部因素影响，水平位移传感器的测量平面与该处的基坑边沿难以保证处于垂直状态，导致存在测量误差，无法准确地反映出当前基坑的安全性，这对于施工环境存在一定的隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，测量其安装过程中所产生的误差，并通过角度补偿的方式对测量的结果进行修正。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，包括STM32运算电路、用于实现所述STM32运算电路与采集器进行通讯的RS485通讯电路、用于同步波形信号的时间同步电路、用于感知测量点的角度变化的倾角传感电路、用于对测量点的倾斜角度进行修正的水平转角传感电路以及为所述STM32运算电路、所述RS485通讯电路、所述时间同步电路、所述倾角传感电路以及所述水平转角传感电路提供电源的电源管理电路，所述STM32运算电路分别与所述RS485通讯电路、所述时间同步电路、所述倾角传感电路以及所述水平转角传感电路连接。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述STM32运算电路包括STM32核心电路、STM32电源去耦电路以及STM32复位电路；

所述STM32核心电路包括STM32芯片U1、晶振Y1、晶振Y2、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，所述电容C1与所述晶振Y1并联后与所述STM32芯片U1的PC15端连接，所述电容C2与所述晶振Y1并联后与所述STM32芯片U1的PC14端连接，所述电容C3与所述晶振Y2并联后与所述STM32芯片U1的PD0端连接，所述电容C4与所述晶振Y2并联后与所述STM32芯片U1的PD1端连接，所述STM32芯片U1的VBAT端分别与其VDD_1端、VDD_2端、VDD_3端和VDDA端并联后与所述STM32电源去耦电路连接，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述STM32芯片U1的VSS_1端、VSS_2端、VSS_3端、VSSA端和BOOT0端均接地；

所述STM32电源去耦电路包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9，所述电容C5与3.3V电压连接，且所述电容C5分别与所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8和所述电容C9并联后与所述STM32芯片U1的VBAT端连接，所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8和所述电容C9均接地；

所述STM32复位电路包括复位开关K1、电阻R1和电容C10，所述电容C10与所述电阻R1并联后与所述STM32芯片U1的NRST端连接，所述复位开关K1与所述电容C10并联后接地，所述电阻R1与3.3V电压连接。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述时间同步电路包括光电耦合器U2、电阻R2、电阻R3和电容C11，所述电阻R2与所述光电耦合器U2的1端连接，所述光电耦合器U2的4端分别与所述电阻R3和所述电容C11并联后与所述STM32芯片U1的PB8端连接，所述电阻R2与12V电源连接，所述电阻R3与3.3V电压连接，所述电容C11与所述光电耦合器U2的3端并联接地。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述RS485通讯电路包括RS485电源隔离电路和RS485核心电路；

所述RS485电源隔离电路包括电源隔离芯片M1、电感L1、电容C12、电容C13和电容C14，所述电容C12与所述电感L1并联后与5V电压连接，所述电感L1与所述电容C13并联后与所述电源隔离芯片M1的2端连接，所述电源隔离芯片M1的7端与所述电容C14并联后输出5V隔离电压，所述电容C12、所述电容C13、所述电容C14、所述电源隔离芯片M1的1端、4端和5端均接地；

所述RS485核心电路包括数字隔离器U3、ESD静电保护器U4、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述数字隔离器U3的1端分别与所述电容C15和所述电容C16并联后与3.3V电压连接，所述数字隔离器U3的16端与所述电容C17并联后与5V隔离电压连接，所述数字隔离器U3的12端与所述电阻R6连接，所述电阻R6分别与所述ESD静电保护器U4的1端和所述电阻R5并联后输出RS485_A信号，所述数字隔离器U3的13端与所述电阻R4连接，所述电阻R4分别与所述ESD静电保护器U4的2端和所述电阻R5并联后输出RS485_B信号，所述数字隔离器U3的3端和6端与所述STM32芯片U1的PB11端和PB10端一一对应连接，且所述数字隔离器U3的4端和5端并联后与所述STM32芯片U1的PB2端连接，所述电容C15、所述电容C16、所述电容C17、所述ESD静电保护器U4的3端、所述数字隔离器U3的2端、7端、8端、9端、10端和15端均接地。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述倾角传感电路包括倾角传感器U5、电容C18、电容C19、电容C20和电容C21，所述倾角传感器U5的4端与所述电容C18并联后与3.3V电压连接，所述倾角传感器U5的9端与所述电容C19并联后与3.3V电压连接，所述倾角传感器U5的10端和2端与所述电容C20和所述电容C21一一对应连接，所述倾角传感器U5的5端、6端、7端和8端与所述STM32芯片U1的PA12端、PB14端、PB15端和PB13端一一对应连接，所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20、所述电容C21、所述倾角传感器U5的1端、3端、11端和12端均接地。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述水平转角传感电路包括转角传感器U6、电容C22、电容C23、电容C24和电容C25，所述转角传感器U6的13端与所述电容C22并联后与3.3V电压连接，所述转角传感器U6的10端、8端和20端与所述电容C23、所述电容C24和所述电容C25一一对应连接，所述转角传感器U6的12端、23端和24端与所述STM32芯片U1的PB5端、PB6端和PB7端一一对应连接，所述电容C22、所述电容C23、所述电容C24、所述电容C25、所述转角传感器U6的1端、9端、11端和18端均接地。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述电源管理电路包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和后备电源电路；

所述5V稳压电路包括稳压器U7、二极管D1、电感L2、电容C26、电容C27、电容C28、电阻R7、电阻R8和电阻R9，所述稳压器U7的VIN端分别与所述电阻R7和所述电容C26并联后与12V电压连接，所述电阻R7与所述稳压器U7的EN端连接，所述电容C27分别与所述电感L2和所述二极管D1的负极并联后与所述稳压器U7的SW端连接，所述稳压器U7的BST端与所述电容C27串联连接，所述电阻R8与所述电阻R9并联后与所述稳压器U7的FB端连接，所述电容C28分别与所述电阻R9和所述电感L2并联后输出5V电压，所述电容C26、所述电容C28、所述电阻R8、所述二极管D1的正极和所述稳压器U7的GND端均接地；

所述3.3V稳压电路包括稳压器U8、电容C29、电容C30和电容C31，所述电容C29分别与所述稳压器U8的5端和8端并联后与5V电压连接，所述电容C30与所述稳压器U8的4端连接，所述电容C31分别与所述电容C30、所述稳压器U8的1端和2端并联后输出3.3V电压，所述电容C29、所述电容C31、所述稳压器U8的3端、6端和7端均接地；

所述后备电源电路包括稳压器U9、锂电池M2、二极管D2、电容C32、电容C33、电阻R10和电阻R11，所述电容C32分别与所述稳压器U9的3端和4端并联后与所述锂电池M2连接，所述电阻R10分别与所述稳压器U9的5端、6端和7端并联后与所述二极管D2的正极连接，所述稳压器U9的8端与所述电阻R10串联连接，所述电阻R11与所述电容C33串联连接，所述电容C33与所述二极管D2的负极并联后输出3.3V电压，所述锂电池M2、所述电容C32、所述电阻R11、所述稳压器U9的1端和2端均接地。

作为基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的一种优选方案，所述RS485核心电路和所述时间同步电路通过航空接口J1与所述采集器连接，所述光电耦合器U2的2端与所述航空接口J1的5端连接，所述RS485核心电路的RS485_A信号和RS485_B信号与所述航空接口J1的2端和1端一一对应连接，所述航空接口J1的6端与12V电压连接，所述航空接口J1的3端和4端均接地。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种具有误差补偿功能的深层水平位移监测传感器，通过测量基坑边沿与水平位移监测传感器的测量平面之间的垂直偏差，采用角度补偿的方式自动对测量结果进行修正，从而准确测量出该处的基坑边沿真实的倾斜角度，提高了监测效率及测量准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一实施例所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器的结构示意图。

图2是本实用新型一实施例所述的STM32核心电路的电路原理图。

图3是本实用新型一实施例所述的STM32电源去耦电路的电路原理图。

图4是本实用新型一实施例所述的STM32复位电路的电路原理图。

图5是本实用新型一实施例所述的时间同步电路的电路原理图。

图6是本实用新型一实施例所述的RS485电源隔离电路的电路原理图。

图7是本实用新型一实施例所述的RS485核心电路的电路原理图。

图8是本实用新型一实施例所述的倾角传感电路的电路原理图。

图9是本实用新型一实施例所述的水平转角传感电路的电路原理图。

图10是本实用新型一实施例所述的5V稳压电路的电路原理图。

图11是本实用新型一实施例所述的3.3V稳压电路的电路原理图。

图12是本实用新型一实施例所述的后备电源电路的电路原理图。

图13是本实用新型一实施例所述的航空接口J1的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型提供一种基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，包括STM32运算电路、用于实现STM32运算电路与采集器进行通讯的RS485通讯电路、用于同步波形信号的时间同步电路、用于感知测量点的角度变化的倾角传感电路、用于对测量点的倾斜角度进行修正的水平转角传感电路以及为STM32运算电路、RS485通讯电路、时间同步电路、倾角传感电路以及水平转角传感电路提供电源的电源管理电路，STM32运算电路分别与RS485通讯电路、时间同步电路、倾角传感电路以及水平转角传感电路连接。

其中，STM32运算电路是深层水平位移监测传感器的核心部分，其主要通过RS485通讯电路实现与采集器的交互和逻辑运算，通过倾角传感电路获取测点的倾斜角度，通过水平转角传感电路获取测量平面的角度误差，通过上述测量平面的角度误差则可以计算得出测点倾斜角度的修正值；

时间同步电路主要通过单芯同步线(SETUP)与采集器进行信号传输，通过监听单芯同步线上的信号，为STM32运算电路提供降压及整形后的波形信号。其中，时间同步电路采用隔离型设计，当深层水平位移监测传感器遭受雷击等破坏时，不会影响到总线上的其他设备。

RS485通讯电路主要通过两芯控制线(A、B)与采集器进行通讯，包括接收控制命令和反馈倾角数据；

倾角传感电路主要作用为感知测点的角度变化，并输出数字信号至STM32运算电路；

水平转角传感电路通过陀螺仪获取测量平面与该处的基坑边沿的水平夹角，用于对测点的倾斜角度进行修正；

电源管理电路将采集器提供的12V供电进行降压处理，为其他各部分电路提供合适的电源，确保其处于稳定的工作状态，包括5V及3.3V；另外，通过内置3.7V锂电池M2，在外部供电断开的情况下，可以为STM32运算电路等提供临时备用电源。

本实施例通过测量基坑边沿与水平位移监测传感器的测量平面之间的垂直偏差，采用角度补偿的方式自动对测量结果进行修正，从而准确测量出该处的基坑边沿真实的倾斜角度，提高了监测效率及测量准确度。

具体地，STM32运算电路包括STM32核心电路、STM32电源去耦电路以及STM32复位电路；

如图2所示，STM32核心电路包括STM32芯片U1、晶振Y1、晶振Y2、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，电容C1与晶振Y1并联后与STM32芯片U1的PC15端连接，电容C2与晶振Y1并联后与STM32芯片U1的PC14端连接，电容C3与晶振Y2并联后与STM32芯片U1的PD0端连接，电容C4与晶振Y2并联后与STM32芯片U1的PD1端连接，STM32芯片U1的VBAT端分别与其VDD_1端、VDD_2端、VDD_3端和VDDA端并联后与STM32电源去耦电路连接，电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、STM32芯片U1的VSS_1端、VSS_2端、VSS_3端、VSSA端和BOOT0端均接地；

具体地，STM32芯片U1为STM32F103CBT6，晶振Y1的频率为32.768KHz，晶振Y2的频率为8MHz，电容C1和电容C2的电容量均为12pF，电容C3和电容C4的电容量均为20pF。

如图3所示，STM32电源去耦电路包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9，电容C5与3.3V电压连接，且电容C5分别与电容C6、电容C7、电容C8和电容C9并联后与STM32芯片U1的VBAT端连接，电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9均接地；

具体地，电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9的电容量均为100nF。

如图4所示，STM32复位电路包括复位开关K1、电阻R1和电容C10，电容C10与电阻R1并联后与STM32芯片U1的NRST端连接，复位开关K1与电容C10并联后接地，电阻R1与3.3V电压连接；

具体地，复位开关K1为SW-3*6-2P，电阻R1的阻值为10KΩ，电容C10的电容量为100nF。

如图5所示，时间同步电路包括光电耦合器U2、电阻R2、电阻R3和电容C11，电阻R2与光电耦合器U2的1端连接，光电耦合器U2的4端分别与电阻R3和电容C11并联后与STM32芯片U1的PB8端连接，电阻R2与12V电源连接，电阻R3与3.3V电压连接，电容C11与光电耦合器U2的3端并联接地。

具体地，光电耦合器U2为LTV-816S-TA1，电阻R2和电阻R3的阻值均为4.7KΩ，电容C11的电容量为470pF。

具体地，RS485通讯电路包括RS485电源隔离电路和RS485核心电路；

如图6所示，RS485电源隔离电路包括电源隔离芯片M1、电感L1、电容C12、电容C13和电容C14，电容C12与电感L1并联后与5V电压连接，电感L1与电容C13并联后与电源隔离芯片M1的2端连接，电源隔离芯片M1的7端与电容C14并联后输出5V隔离电压，电容C12、电容C13、电容C14、电源隔离芯片M1的1端、4端和5端均接地；

具体地，电源隔离芯片M1为IF0505XT-1WR3，电感L1的电感量为6.8uH，电容C12和电容C13的电容量为4.7uF，电容C14的电容量为10uF。

如图7所示，RS485核心电路包括数字隔离器U3、ESD静电保护器U4、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R4、电阻R5和电阻R6，数字隔离器U3的1端分别与电容C15和电容C16并联后与3.3V电压连接，数字隔离器U3的16端与电容C17并联后与5V隔离电压连接，数字隔离器U3的12端与电阻R6连接，电阻R6分别与ESD静电保护器U4的1端和电阻R5并联后输出RS485_A信号，数字隔离器U3的13端与电阻R4连接，电阻R4分别与ESD静电保护器U4的2端和电阻R5并联后输出RS485_B信号，数字隔离器U3的3端和6端与STM32芯片U1的PB11端和PB10端一一对应连接，且数字隔离器U3的4端和5端并联后与STM32芯片U1的PB2端连接，电容C15、电容C16、电容C17、ESD静电保护器U4的3端、数字隔离器U3的2端、7端、8端、9端、10端和15端均接地；

具体地，数字隔离器U3为ISO3082DWR，ESD静电保护器U4为PSM712-LF-T7，电容C15的电容量为10nF，电容C16和电容C17的电容量均为100nF，电阻R4和电阻R6的阻值均为10Ω，电阻R5的阻值为120Ω。

如图8所示，倾角传感电路包括倾角传感器U5、电容C18、电容C19、电容C20和电容C21，倾角传感器U5的4端与电容C18并联后与3.3V电压连接，倾角传感器U5的9端与电容C19并联后与3.3V电压连接，倾角传感器U5的10端和2端与电容C20和电容C21一一对应连接，倾角传感器U5的5端、6端、7端和8端与STM32芯片U1的PA12端、PB14端、PB15端和PB13端一一对应连接，电容C18、电容C19、电容C20、电容C21、倾角传感器U5的1端、3端、11端和12端均接地；

具体地，倾角传感器U5为SCL3300-D01，电容C18、电容C19、电容C20和电容C21的电容量均为100nF。

如图9所示，水平转角传感电路包括转角传感器U6、电容C22、电容C23、电容C24和电容C25，转角传感器U6的13端与电容C22并联后与3.3V电压连接，转角传感器U6的10端、8端和20端与电容C23、电容C24和电容C25一一对应连接，转角传感器U6的12端、23端和24端与STM32芯片U1的PB5端、PB6端和PB7端一一对应连接，电容C22、电容C23、电容C24、电容C25、转角传感器U6的1端、9端、11端和18端均接地；

具体地，转角传感器U6为MPU-6050，电容C22和电容C23的电容量均为100nF，电容C24的电容量为10nF，电容C25的电容量为2.2nF。

具体地，电源管理电路包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和后备电源电路；

如图10所示，5V稳压电路包括稳压器U7、二极管D1、电感L2、电容C26、电容C27、电容C28、电阻R7、电阻R8和电阻R9，稳压器U7的VIN端分别与电阻R7和电容C26并联后与12V电压连接，电阻R7与稳压器U7的EN端连接，电容C27分别与电感L2和二极管D1的负极并联后与稳压器U7的SW端连接，稳压器U7的BST端与电容C27串联连接，电阻R8与电阻R9并联后与稳压器U7的FB端连接，电容C28分别与电阻R9和电感L2并联后输出5V电压，电容C26、电容C28、电阻R8、二极管D1的正极和稳压器U7的GND端均接地；

具体地，稳压器U7为MP2359DJ-LF-Z，二极管D1为B230A-13-F，电感L2的电感量为4.7uH，电容C26的电容量为10uF，电容C27的电容量为10nF，电容C28的电容量为22uF，电阻R7的阻值为10KΩ，电阻R8的阻值为7.5KΩ，电阻R9的阻值为49.9KΩ。

如图11所示，3.3V稳压电路包括稳压器U8、电容C29、电容C30和电容C31，电容C29分别与稳压器U8的5端和8端并联后与5V电压连接，电容C30与稳压器U8的4端连接，电容C31分别与电容C30、稳压器U8的1端和2端并联后输出3.3V电压，电容C29、电容C31、稳压器U8的3端、6端和7端均接地；

具体地，稳压器U8为LT1763CS8-3.3#TRPBF，电容C29的电容量为1uF，电容C30的电容量为10nF，电容C31的电容量为10uF。

如图12所示，后备电源电路包括稳压器U9、锂电池M2、二极管D2、电容C32、电容C33、电阻R10和电阻R11，电容C32分别与稳压器U9的3端和4端并联后与锂电池M2连接，电阻R10分别与稳压器U9的5端、6端和7端并联后与二极管D2的正极连接，稳压器U9的8端与电阻R10串联连接，电阻R11与电容C33串联连接，电容C33与二极管D2的负极并联后输出3.3V电压，锂电池M2、电容C32、电阻R11、稳压器U9的1端和2端均接地；

具体地，稳压器U9为TPS7330QDR，锂电池M2为SMD-H ER14250，二极管D2为SS54，电容C32的电容量为0.1uF，电容C33的电容量为10uF，电阻R10的阻值为249KΩ，电阻R11的阻值为1Ω。

如图13所示，RS485核心电路和时间同步电路通过航空接口J1与采集器连接，光电耦合器U2的2端与航空接口J1的5端连接，RS485核心电路的RS485_A信号和RS485_B信号与航空接口J1的2端和1端一一对应连接，航空接口J1的6端与12V电压连接，航空接口J1的3端和4端均接地；

具体地，航空接口J1为XH2.54-6P。

本实施例的深层水平位移监测传感器的安装过程：

(1)根据基坑开挖深度及监测要求，对各测点的深层水平位移监测传感器布置方式进行设计，一般每个测点包含5-6个深层水平位移监测传感器；

(2)在设备埋设前，将用于该测点的各个深层水平位移监测传感器逐一放置于测点地面位置，并连接采集器，将测量平面与基坑边沿调整至垂直状态。

(3)通过采集器向深层水平位移监测传感器发送水平转角初始化命令，深层水平位移监测传感器在接收到该命令后，记录当前的水平转角初值。随后即可与采集器断开连接，对下一个深层水平位移监测传感器进行此操作，当深层水平位移监测传感器与采集器断开后，由内部备用电源供电，确保数据不丢失。

(4)对测点的深层水平位移监测传感器进行埋设，深层水平位移监测传感器每次采集倾斜角度后，均会采集水平转角角度，计算水平转角的变化量(水平转角变化量＝水平转角角度–水平转角初值)，最后对倾斜角度进行修正。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (8)

1.一种基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，包括STM32运算电路、用于实现所述STM32运算电路与采集器进行通讯的RS485通讯电路、用于同步波形信号的时间同步电路、用于感知测量点的角度变化的倾角传感电路、用于对测量点的倾斜角度进行修正的水平转角传感电路以及为所述STM32运算电路、所述RS485通讯电路、所述时间同步电路、所述倾角传感电路以及所述水平转角传感电路提供电源的电源管理电路，所述STM32运算电路分别与所述RS485通讯电路、所述时间同步电路、所述倾角传感电路以及所述水平转角传感电路连接。

2.根据权利要求1所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述STM32运算电路包括STM32核心电路、STM32电源去耦电路以及STM32复位电路；

所述STM32核心电路包括STM32芯片U1、晶振Y1、晶振Y2、电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，所述电容C1与所述晶振Y1并联后与所述STM32芯片U1的PC15端连接，所述电容C2与所述晶振Y1并联后与所述STM32芯片U1的PC14端连接，所述电容C3与所述晶振Y2并联后与所述STM32芯片U1的PD0端连接，所述电容C4与所述晶振Y2并联后与所述STM32芯片U1的PD1端连接，所述STM32芯片U1的VBAT端分别与其VDD_1端、VDD_2端、VDD_3端和VDDA端并联后与所述STM32电源去耦电路连接，所述电容C1、所述电容C2、所述电容C3、所述电容C4、所述STM32芯片U1的VSS_1端、VSS_2端、VSS_3端、VSSA端和BOOT0端均接地；

所述STM32电源去耦电路包括电容C5、电容C6、电容C7、电容C8和电容C9，所述电容C5与3.3V电压连接，且所述电容C5分别与所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8和所述电容C9并联后与所述STM32芯片U1的VBAT端连接，所述电容C5、所述电容C6、所述电容C7、所述电容C8和所述电容C9均接地；

所述STM32复位电路包括复位开关K1、电阻R1和电容C10，所述电容C10与所述电阻R1并联后与所述STM32芯片U1的NRST端连接，所述复位开关K1与所述电容C10并联后接地，所述电阻R1与3.3V电压连接。

3.根据权利要求2所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述时间同步电路包括光电耦合器U2、电阻R2、电阻R3和电容C11，所述电阻R2与所述光电耦合器U2的1端连接，所述光电耦合器U2的4端分别与所述电阻R3和所述电容C11并联后与所述STM32芯片U1的PB8端连接，所述电阻R2与12V电源连接，所述电阻R3与3.3V电压连接，所述电容C11与所述光电耦合器U2的3端并联接地。

4.根据权利要求3所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述RS485通讯电路包括RS485电源隔离电路和RS485核心电路；

所述RS485电源隔离电路包括电源隔离芯片M1、电感L1、电容C12、电容C13和电容C14，所述电容C12与所述电感L1并联后与5V电压连接，所述电感L1与所述电容C13并联后与所述电源隔离芯片M1的2端连接，所述电源隔离芯片M1的7端与所述电容C14并联后输出5V隔离电压，所述电容C12、所述电容C13、所述电容C14、所述电源隔离芯片M1的1端、4端和5端均接地；

所述RS485核心电路包括数字隔离器U3、ESD静电保护器U4、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R4、电阻R5和电阻R6，所述数字隔离器U3的1端分别与所述电容C15和所述电容C16并联后与3.3V电压连接，所述数字隔离器U3的16端与所述电容C17并联后与5V隔离电压连接，所述数字隔离器U3的12端与所述电阻R6连接，所述电阻R6分别与所述ESD静电保护器U4的1端和所述电阻R5并联后输出RS485_A信号，所述数字隔离器U3的13端与所述电阻R4连接，所述电阻R4分别与所述ESD静电保护器U4的2端和所述电阻R5并联后输出RS485_B信号，所述数字隔离器U3的3端和6端与所述STM32芯片U1的PB11端和PB10端一一对应连接，且所述数字隔离器U3的4端和5端并联后与所述STM32芯片U1的PB2端连接，所述电容C15、所述电容C16、所述电容C17、所述ESD静电保护器U4的3端、所述数字隔离器U3的2端、7端、8端、9端、10端和15端均接地。

5.根据权利要求4所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述倾角传感电路包括倾角传感器U5、电容C18、电容C19、电容C20和电容C21，所述倾角传感器U5的4端与所述电容C18并联后与3.3V电压连接，所述倾角传感器U5的9端与所述电容C19并联后与3.3V电压连接，所述倾角传感器U5的10端和2端与所述电容C20和所述电容C21一一对应连接，所述倾角传感器U5的5端、6端、7端和8端与所述STM32芯片U1的PA12端、PB14端、PB15端和PB13端一一对应连接，所述电容C18、所述电容C19、所述电容C20、所述电容C21、所述倾角传感器U5的1端、3端、11端和12端均接地。

6.根据权利要求5所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述水平转角传感电路包括转角传感器U6、电容C22、电容C23、电容C24和电容C25，所述转角传感器U6的13端与所述电容C22并联后与3.3V电压连接，所述转角传感器U6的10端、8端和20端与所述电容C23、所述电容C24和所述电容C25一一对应连接，所述转角传感器U6的12端、23端和24端与所述STM32芯片U1的PB5端、PB6端和PB7端一一对应连接，所述电容C22、所述电容C23、所述电容C24、所述电容C25、所述转角传感器U6的1端、9端、11端和18端均接地。

7.根据权利要求6所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述电源管理电路包括5V稳压电路、3.3V稳压电路和后备电源电路；

所述5V稳压电路包括稳压器U7、二极管D1、电感L2、电容C26、电容C27、电容C28、电阻R7、电阻R8和电阻R9，所述稳压器U7的VIN端分别与所述电阻R7和所述电容C26并联后与12V电压连接，所述电阻R7与所述稳压器U7的EN端连接，所述电容C27分别与所述电感L2和所述二极管D1的负极并联后与所述稳压器U7的SW端连接，所述稳压器U7的BST端与所述电容C27串联连接，所述电阻R8与所述电阻R9并联后与所述稳压器U7的FB端连接，所述电容C28分别与所述电阻R9和所述电感L2并联后输出5V电压，所述电容C26、所述电容C28、所述电阻R8、所述二极管D1的正极和所述稳压器U7的GND端均接地；

所述3.3V稳压电路包括稳压器U8、电容C29、电容C30和电容C31，所述电容C29分别与所述稳压器U8的5端和8端并联后与5V电压连接，所述电容C30与所述稳压器U8的4端连接，所述电容C31分别与所述电容C30、所述稳压器U8的1端和2端并联后输出3.3V电压，所述电容C29、所述电容C31、所述稳压器U8的3端、6端和7端均接地；

所述后备电源电路包括稳压器U9、锂电池M2、二极管D2、电容C32、电容C33、电阻R10和电阻R11，所述电容C32分别与所述稳压器U9的3端和4端并联后与所述锂电池M2连接，所述电阻R10分别与所述稳压器U9的5端、6端和7端并联后与所述二极管D2的正极连接，所述稳压器U9的8端与所述电阻R10串联连接，所述电阻R11与所述电容C33串联连接，所述电容C33与所述二极管D2的负极并联后输出3.3V电压，所述锂电池M2、所述电容C32、所述电阻R11、所述稳压器U9的1端和2端均接地。

8.根据权利要求7所述的基于水平旋转角度补偿的深层水平位移监测传感器，其特征在于，所述RS485核心电路和所述时间同步电路通过航空接口J1与所述采集器连接，所述光电耦合器U2的2端与所述航空接口J1的5端连接，所述RS485核心电路的RS485_A信号和RS485_B信号与所述航空接口J1的2端和1端一一对应连接，所述航空接口J1的6端与12V电压连接，所述航空接口J1的3端和4端均接地。

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