三軸加速度計制造技術

本發明專利技術公開了一種三軸加速度計。其中，該三軸加速度計包括：個加速度計、模擬電路和數字電路。其中，模擬電路包括：信號采集電路，用于通過所述三個加速度計采集加速度信息，并將所采集的加速度信息轉換為電壓信號；信號轉換電路，用于將所述電壓信號轉換為模擬量；數字電路包括：數字信號處理電路，用于將所述模擬量轉換為數字量；輸出信號轉換電路，用于將所述數字量轉換為RS

Triaxial accelerometer

【技術實現步驟摘要】
三軸加速度計


[0001]本專利技術涉及慣性測量領域，具體而言，涉及一種三軸加速度計。

技術介紹

[0002]近年來，隨著半導體技術的飛速發展，加速度計已廣泛應用于許多不同的領域。
[0003]三軸加速度計由三個安裝在塊上加速度計組成，用于測量重力加速度的三個相互正交的分量。其中，姿態信息包括俯仰、滾動和方位角。通過測量重力加速度，加速度計計算相對于地球的傾斜角以及速度和方向。
[0004]目前，加速度計雖然已經滿足了大部分測量的需求，但仍存在測量的精度低等挑戰。
[0005]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術實現思路

[0006]本專利技術實施例提供了一種三軸加速度計，以至少解決三軸加速度計測量不精確的技術問題。
[0007]根據本專利技術實施例的一個方面，提供了一種三軸加速度計，包括：三軸彼此正交的三個加速度計；模擬電路，包括：信號采集電路，用于通過所述三個加速度計采集加速度信息，并將所采集的加速度信息轉換為電壓信號；信號轉換電路，用于將所述電壓信號轉換為模擬量；數字電路，包括：數字信號處理電路，用于將所述模擬量轉換為數字量；輸出信號轉換電路，用于將所述數字量轉換為RS
?
422信號并輸出。
[0008]在一個示例性實施例中，所述三軸加速度計還包括底板，所述底板包括支撐體，所述支撐體用于支撐所述三個加速度計、所述模擬電路和所述數字電路，其中，所述支撐體包括兩個鏤空梁，所述兩個鏤空梁用于固定三個吊裝筒，其中，所述三個吊裝筒分別用于吊裝所述三個加速度計。
[0009]在一個示例性實施例中，所述三軸加速度計還包括：串口隔離電路，被配置為用于隔離所述數字電路和所述模擬電路。
[0010]在一個示例性實施例中，所述三軸加速度計還包括電源模塊，用于將外部5v電壓轉換為范圍為
±
15v的電壓以為所述模擬電路、所述數字電路以及所述三個加速度計提供電源。
[0011]在一個示例性實施例中，所述數字信號處理電路用于獲取加速度計的傳遞函數，并基于所述傳遞函數和所述模擬量生成所述數字量。
[0012]在一個示例性實施例中，所述數字信號處理電路基于所述信號采集電路的噪聲、所述信號轉換電路的噪聲、所述數字信號處理電路的噪聲、所述輸出信號轉換電路的噪聲以及所述傳遞函數，確定補償了噪聲誤差的傳遞函數；并基于所述補償了噪聲誤差的傳遞函數和所述模擬量生成所述數字量。
[0013]在一個示例性實施例中，所述數字信號處理電路基于以下公式確定補償了噪聲誤
差的傳遞函數：
[0014][0015]其中，n
CV
是信號采集電路噪聲，n
AD
是信號轉換電路噪聲，n
C
是數字信號處理電路46的噪聲，n
t
是輸出信號轉換電路的噪聲，H(s)是傳遞函數，H
’
(s)是補償了噪聲誤差的傳遞函數，D(s)為控制器系數。
[0016]在一個示例性實施例中，所述三個加速度計中的每一個加速度計包括：彈性元件，包括四個鏤空梁、兩個中梁和兩個質量塊，其中，兩個質量塊之間通過兩個中梁連接，兩個質量塊的外框側通過四個鏤空梁與四周的支撐體相連；敏感元件，設置在所述四個鏤空梁和兩個中梁上，用于感測壓力的變化。
[0017]在一個示例性實施例中，所述敏感元件包括多個壓敏電阻，所述多個壓敏電阻中的至少兩個電阻分別設置在所述四個鏤空梁中的每個鏤空梁的兩個梁臂上，所述多個壓敏電阻中的至少另外兩個電阻分別設置在所述兩個中梁的梁臂上。
[0018]在一個示例性實施例中，分別設置在所述四個鏤空梁中的每個鏤空梁的兩個梁臂上的至少兩個電阻分別與相應的梁臂構成一電橋，分別設置在所述兩個中梁的梁臂上的至少另外兩個電阻與兩個中梁的梁臂構成另外一電橋。
[0019]在本專利技術實施例中，通過串口隔離電路將模擬電路和數字電路隔離，從而解決了三軸加速度計測量不精確的技術問題。
附圖說明
[0020]此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本申請的一部分，本專利技術的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的不當限定。在附圖中：
[0021]圖1是根據本專利技術實施例的一種三軸加速計的分解結構示意圖；
[0022]圖2是根據本專利技術實施例的一種三軸加速計的立體結構示意圖；
[0023]圖3是根據本專利技術實施例的一種去掉外殼后的三軸加速計的立體結構示意圖；
[0024]圖4是根據本專利技術實施例的串口隔離電路結構示意圖；
[0025]圖5是根據本專利技術實施例的電源模塊的結構示意圖；
[0026]圖6是根據本專利技術實施例的x軸，y軸或z軸的加速計的立體結構示意圖；
[0027]圖7是根據本專利技術實施例的信號采集電路的立體結構示意圖；
[0028]圖8是根據本專利技術實施例的三軸加速度計的底板的立體結構示意圖；
[0029]圖9是根據本專利技術實施例的信號轉換電路的立體結構示意圖；
[0030]圖10是根據本專利技術實施例的加速度計的內部結構示意圖。
[0031]附圖標記說明：11、X軸信號轉換電路；12、X軸信號采集電路；13、X軸加速度計；21、Y軸信號轉換電路；22、Y軸信號采集電路；23、Y軸加速度計；31、Z軸信號轉換電路；32、Z軸信號采集電路；33、Z軸加速度計；42、電源模塊；44、串口隔離電路；46、數字信號處理電路；48、輸出信號轉換電路；50、底板；501、吊裝筒；502、L型梁、503、支撐體；60、鏤空梁；61、中梁；62、質量塊。
具體實施方式
[0032]為了使本
的人員更好地理解本專利技術方案，下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分的實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本專利技術保護的范圍。
[0033]需要說明的是，本專利技術的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語“第一”、“第二”等是用于區別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這里描述的本專利技術的實施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對于這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
[0034]實施例1
[0035]本實施例提供了一種三軸加速度計。如圖1至9所示，該三軸加速度計包括三個加速度計、模擬電路和數字電路；其中，模擬電路，包括：信號采集電路，用于通過所述三個加速度計采集加速度信息，并將所采集的加速度信息轉換為電壓信號；信號轉換電路，用于將本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種三軸加速度計，其特征在于，包括：三軸彼此正交的三個加速度計；模擬電路，包括：信號采集電路，用于通過所述三個加速度計采集加速度信息，并將所采集的加速度信息轉換為電壓信號；信號轉換電路，用于將所述電壓信號轉換為模擬量；數字電路，包括：數字信號處理電路，用于將所述模擬量轉換為數字量；輸出信號轉換電路，用于將所述數字量轉換為RS
?
422信號并輸出。2.根據權利要求1所述的三軸加速度計，其特征在于，所述三軸加速度計還包括底板，所述底板包括支撐體，所述支撐體用于支撐所述三個加速度計、所述模擬電路和所述數字電路，其中，所述支撐體包括兩個鏤空梁，所述兩個鏤空梁用于固定三個吊裝筒，其中，所述三個吊裝筒分別用于吊裝所述三個加速度計。3.根據權利要求2所述的三軸加速度計，其特征在于，所述三軸加速度計還包括：串口隔離電路，被配置為用于隔離所述數字電路和所述模擬電路。4.根據權利要求2所述的三軸加速度計，其特征在于，所述三軸加速度計還包括電源模塊，用于將外部5v電壓轉換為范圍為
±
15v的電壓以為所述模擬電路、所述數字電路以及所述三個加速度計提供電源。5.根據權利要求1所述的三軸加速度計，其特征在于，所述數字信號處理電路用于獲取加速度計的傳遞函數，并基于所述傳遞函數和所述模擬量生成所述數字量。6.根據權利要求5所述的三軸加速度計，其特征在于，所述數字信號處理電路基于所述信號采集電路的噪聲、所述信號轉換電路的噪聲、所述數字信號處理電路的噪聲、所述輸出信號轉換電路的噪聲以及所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉寧，周淼生，蘇中，王剛，袁超杰，劉孟齊，范軍芳，馬向宏，戚文昊，
申請(專利權)人：北京星箭長空測控技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：