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高精度双轴角度测量仪的研究与设计

发布时间:2018-04-03 07:10

  本文选题:双轴角度测量 切入点:3D-MEMS传感器 出处:《安徽工业大学》2016年硕士论文


【摘要】:角度是生产、生活和工业制造领域中非常重要的参数之一,在经济建设、国防建设和科学技术各部门都离不开角度测量的问题。角度测量的准确度直接关系到产品的质量和寿命,因此角度测量在几何测量中有着重要的地位。随着工业体系对倾角测量技术要求的提高,现有的角度测量仪器在很多应用现场由于测量范围、精度、体积以及功耗的限制,已经逐渐不能满足测量要求。本课题针对机床、汽车、轮船等制造领域以及铁轨、卫星信号塔等工程安装领域中水平倾角的测量问题,对国内外现有的角度测量方法和测量仪器现状进行分析、研究,总结出角度测量仪高精度、便携式、低功耗、数字式发展需求。本文从原理分析、硬件设计、软件设计和可靠性与抗干扰设计四个方面入手,设计了一套基于ADuC845单片机及3D-MEMS传感器技术的数字式、高精度、双轴水平倾斜角度测量仪系统。该角度测量仪系统既可以通过LCD液晶显示模块实现双轴角度显示,也可以通过RS485总线接口实现远距离实时数据传输,适用于现实中X轴和Y轴双通道±30°(或者±90°)的水平倾角的测量需求。最后,就该角度测量系统进行硬件调试、传感器标定、非线性补偿和误差分析,确认该角度测量系统能实现角度检测,且满足高精度双轴角度测量仪的设计要求。
[Abstract]:Angle is one of the most important parameters in the fields of production, life and industrial manufacturing.The accuracy of angle measurement is directly related to the quality and life of products, so angle measurement plays an important role in geometric measurement.With the improvement of the technical requirements of inclination measurement in industrial system, the existing angle measurement instruments have been unable to meet the requirements of measurement because of the limits of measurement range, precision, volume and power consumption in many applications.Aiming at the measurement of horizontal inclination in the fields of machine tool, automobile, ship, railway track, satellite signal tower and so on, the present situation of angle measurement methods and measuring instruments at home and abroad are analyzed and studied.The high precision, portable, low power consumption and digital development requirement of angle measuring instrument are summarized.Starting from four aspects: principle analysis, hardware design, software design, reliability design and anti-interference design, a digital, high-precision, two-axis horizontal tilt angle measuring system based on ADuC845 single chip computer and 3D-MEMS sensor technology is designed in this paper.The system can realize biaxial angle display through LCD liquid crystal display module, and also realize long distance and real time data transmission through RS485 bus interface.It can be used to measure the horizontal inclination of X axis and Y axis double channel 卤30 掳(or 卤90 掳) in reality.Finally, the hardware debugging, sensor calibration, nonlinear compensation and error analysis of the angle measurement system are carried out. It is confirmed that the angle measurement system can realize angle detection and meet the design requirements of high precision biaxial angle measuring instrument.
【学位授予单位】:安徽工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH712

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本文编号:1704141

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