跟着市场需求和科技的开展，人们对工程、机械、航空、帆海设备的牢靠性和安稳性提出了更高的要求，其间姿势丈量是一项重要的目标。倾角传感器
是丈量关于某一基准面的歪斜角或许是姿势的设备。现在，市场上已有单轴、双轴、三轴的倾角传感器，但大多都价格昂贵或许体积较大。本文提出以双轴传感器SCA100t(＄37.2345) 和C8051F(＄8.5976) 单片机完成的规划，可大大下降体系本钱，不光能够构成一个独自的数字输出传感器，也能够作为一个丈量模块，嵌入到丈量操控体系中，广泛使用于机器人操控、渠道姿势（俯仰和滚转）丈量、双轴加速度丈量等体系中。
硬件电路规划
整个体系结构如图1 所示。可分为供电电路、视点丈量和数据收集与输出等。体系选用宽电源供电，经电源改换后电源分为两路，一路是由精细稳压芯片REF195(＄1.5240)，输出高安稳的 5v 电压，专为传感器供电，以进步传感器的输出安稳性;另一路是由LM2937(＄0.7700)输出的3.3v 电源，为单片机体系供给作业电源。
图1 体系整体框图
视点丈量运用了VTI 公司出产的硅基加速度传感器SCA100t，其首要性能目标：1）双轴向倾角丈量：SCA100t 丈量X-Y 方向;2） 丈量规模 1.7g;3） 丈量灵敏度1.2V/g;4）+5V单电源供电，两个份额电压输出（模仿），内置11 位AD 转化器;5）兼容SPI 的数字输出;6）通过SPI 接口，能够拜访内部温度传感器。
SCA100t 为12 脚表贴封装，规划时要水平装置芯片，并留意芯片上面箭头所指方向为正方向。输出运用SPI 接口，周期为19 个时钟，尽管C8051F 单片机具有片上SPI 资源，与SCA100t 的SPI 时序不符，因而选用软件模仿SPI 总线读写SCA100t 数据。传感器一起还有模仿输出接口，规划时把这两路信号引出，满意用户的运用要求。数据收集处理选用了Silicon 公司的高性能C8051F005(＄9.5066) 单片机作为主处理器，它选用了CHP-51TM 微处理器内核，与8051 彻底兼容，并在片上扩展了SPI、I%&&&&&% AD 等多种外设，选用单指令周期，具有JTAG 接口，可直接进行调试与编程。工业上小型传感器输出接口一般选用RS-232C 或RS-485(＄14.5000) 接口。在规划时将这两种接口电路都进行了规划，用户能够挑选其间的一种接口来输出数据。
Dout 为传感器的数字量输出;Sens 是传感器的灵敏度，依据丈量规模不同，分别为819（4V/g）或 1638（2V/g）。单片机通过SPI 口读取SCA100t 内的两路传感器的A/D 转化成果，在单片机机内进行处理后，通过串行口输出。一起使用SPI 接口读出内部温度传感器，进行丈量值的温度补偿。
进步精度办法
SCA100t 十分灵敏，电源的动摇或是器材的振荡对输出值的精度都有很大的影响;温度对输出值也有必定的影响;在焊接时或许焊接面不平，装置在机壳内或嵌入在其它体系 中时也或许与基准面存在必定的视点，这些都会形成丈量值的零点差错。通过试验和剖析，首要通过以下方法来进步它的安稳性和牢靠性：
供电电路规划
供电电压不安稳可直接形成输出的份额差错，最大值可到达2%。假如电源过载则使传感器供电缺乏而形成输出动摇。体系加了电源输入维护电路，避免电源输入过 载。选用高精度电压源REF195 独自给传感器供电，有效地减小电源的动摇对输出的影响。在电路板规划时，传感器的电源和地之间加上10nF 的滤波电容，在模仿输出端加上10uF 滤波%&&&&&%，也能够减小了纹波，然后减小了输出差错;作业在嵌入体系中时，给这一部分电路加上铁壳进行电磁屏蔽，减小其它作业电路或周围环境对它的影响。在单片机片内RAM 中设定一个数组，用来存贮解算后的视点值。使用仓库的原理将数组中新的丈量值更新，对数据的数据进行加权求和均匀后输出。这样能够减小输出动摇，但输出有必定的滞后，通过试验终究选用5 个数据处理满意了体系的规划要求。传感器的输出值相同遭到温度的影响。它的内部带有温度传感器，在大多数情况下不需要进行温度补偿。当传感器作业在极限温度邻近时，可由MCU 依据其内温进行补偿。温度的实践值由下式算出：
SCA100t 还带有模仿量输出，其精度要比SPI 输出的11BitAD 转化成果高。能够用12Bit或16Bit 的AD 芯片或带有更高精度AD 单片机（如C80051F060）的进行丈量得到电压后，再进行核算得到更高的丈量精度。传感器在焊接或装置时，不可避免的会有一些歪斜视点，然后形成零点差错。传感器在装置固定好后，在三维转台上进行标定，测出它两个方向的零点差错值，作为一个常数值存入Flash 芯片中。MCU 把得到的丈量值减去零点差错再输出，根本消除了零点差错引起的丈量差错。通过屡次试验改善后，数字倾角传感器作业牢靠、安稳，丈量精度高，便于嵌入到其它的丈量体系中，已经在无人机姿势丈量等多个项目中得到了使用。
