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一种汽车倾斜度变送器的制造方法
【专利摘要】一种汽车倾斜度变送器，由倾斜度检测电路、信号调理电路、二线制变送电路组成。倾斜度检测电路将汽车倾斜度转换成倾斜度电压输出至信号调理电路，信号调理电路将倾斜度电压转换成倾斜度信号电流输出至二线制变送电路，二线制变送电路将倾斜度信号电流放大并实现二线制变送。所述变送器采用多个传感器同时进行同一角度测量，使用超低噪声集成运算放大器进行信号调理，专用电流变送器进行远程变送，工作稳定，抗振动干扰能力强，可靠性高，成本低，可以用于汽车倾斜度的测量，也可以用于其他需要测量倾斜度的场合。
【专利说明】
一种汽车倾斜度变送器

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种汽车倾斜度变送器。

【背景技术】
[0002]现有的汽车倾斜度变送器采用单个传感器对倾斜角度进行测量，受汽车振动的干扰影响大。此外，大多数汽车倾斜度变送器采用数字信号传输方式，要求综合多个传感器信号时，需进行智能化处理，电路复杂，成本高。


【发明内容】

[0003]本实用新型的目的旨在提供一种低成本、工作稳定、抗振动能力强的汽车倾斜度变送器。
[0004]本实用新型采取的技术方案是:由倾斜度检测电路、信号调理电路、二线制变送电路组成。倾斜度检测电路将汽车倾斜度转换成倾斜度电压输出至信号调理电路，信号调理电路将倾斜度电压转换成倾斜度信号电流输出至二线制变送电路，二线制变送电路将倾斜度信号电流放大并实现二线制变送。
[0005]所述倾斜度检测电路由第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻组成；第一倾斜度传感器的输出端连接至第一电阻的一端，第二倾斜度传感器的输出端连接至第二电阻的一端，第三倾斜度传感器的输出端连接至第三电阻的一端，第四倾斜度传感器的输出端连接至第四电阻的一端；第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的另外一端联结后输出倾斜度电压；
[0006]所述信号调理电路由运算放大器、第五电阻组成；运算放大器的反相输入端连接至输出端，组成跟随器；倾斜度检测电路输出的倾斜度电压连接至运算放大器的同相输入端;
[0007]所述二线制变送电路由电流变送器、三极管、电容、第六电阻组成。第六电阻的一端连接至运算放大器的输出端，另外一端连接至电流变送器的电流输入端；电流变送器的基准电压输出端连接至第五电阻的一端，第五电阻的另外一端连接至运算放大器的同相输入端；电流变送器的电源输出端连接至运算放大器的电源输入端和第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器的电源端；电流变送器的电流输出端是整个电路的公共地。
[0008]所述电流变送器的型号为XTR115 ;第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器都选择芬兰VTI公司的SCA610-C21H1A单轴加速度传感器；运算放大器为超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1。
[0009]本实用新型的有益效果是，所述变送器采用多个传感器同时进行同一角度测量，使用超低噪声集成运算放大器进行信号调理，专用电流变送器进行远程变送，工作稳定，抗振动干扰能力强，可靠性高，成本低。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1是本实用新型的结构框图。
[0011]图2是本实用新型的电路图。

【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0013]如图1所示的本实用新型结构框图，由倾斜度检测电路、信号调理电路、二线制变送电路组成。倾斜度检测电路将汽车倾斜度转换成倾斜度电压输出至信号调理电路，信号调理电路将倾斜度电压转换成倾斜度信号电流输出至二线制变送电路，二线制变送电路将倾斜度信号电流放大并实现二线制变送。
[0014]本实用新型电路如图2所示。
[0015]倾斜度检测电路由第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104、第一电阻105、第二电阻106、第三电阻107、第四电阻108组成。第一倾斜度传感器101的输出端VOUT连接至第一电阻105的一端，第二倾斜度传感器102的输出端VOUT连接至第二电阻106的一端，第三倾斜度传感器103的输出端VOUT连接至第三电阻107的一端，第四倾斜度传感器104的输出端VOUT连接至第四电阻108的一端；第一电阻105、第二电阻106、第三电阻107、第四电阻108的另外一端联结后输出倾斜度电压UO ;第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104的电源端VDD连接至电源UREG，地端GND连接至公共地。第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104都选择芬兰VTI公司的SCA610-C21H1A单轴加速度传感器。
[0016]信号调理电路由运算放大器201、第五电阻202组成。运算放大器201的反相输入端连接至输出端，组成跟随器；倾斜度检测电路输出的倾斜度电压UO连接至运算放大器201的同相输入端。运算放大器201选择超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1。
[0017]二线制变送电路由电流变送器301、三极管302、电容303、第六电阻304组成。第六电阻304的一端连接至运算放大器201的输出端，另外一端连接至电流变送器301的电流输入端I+。电流变送器301选择XTR115。XTR115的基准电压输出端UREF提供+2.5V基准电压，连接至第五电阻202的一端，第五电阻202的另外一端连接至运算放大器201的同相输入端；XTR115的电源输出端UREG提供+5V的电源，该电源连接至运算放大器201的电源正输入端和第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104的电源端VDD ；XTR115的电流输出端1-是整个电路的公共地，连接至运算放大器201的电源负输入端第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104的地端GND。
[0018]电流变送器301的电压输入端U+是二线制变送的电压输入端，4?20mA电流从该端流入；电流变送器301的变送输出端1UT是二线制变送的电流输出端，4?20mA电流从该端流出。
[0019]电路的工作原理如下:
[0020]第一倾斜度传感器101、第二倾斜度传感器102、第三倾斜度传感器103、第四倾斜度传感器104的测量范围都为-90°?+90°,且朝同一个方向安装。选择第一电阻105、第二电阻106、第三电阻107、第四电阻108的阻值一致，不考虑第五电阻304的影响时，倾斜度电压UO为四个倾斜度传感器输出电压Ul、U2、U3、U4的平均值。由于汽车行车时振动较大，采用四个倾斜度传感器同时对倾斜角度进行检测，可以很大程度上消除振动干扰。同时采样的倾斜度传感器可以在四个的基础上增加，或者是减少。
[0021]倾斜度传感器从-90°变化到+90°时，输出的倾斜度电压UO从OV变化到4V。第五电阻304用于零点迁移，可以合理选择第五电阻304的阻值，当电压Ul、U2、U3、U4都等于OV时，使UO等于IV，电流变送器301输出4mA的偏置电流。
[0022]运算放大器201用于提高倾斜度电压UO的带负载能力，第六电阻304将运算放大器201输出的电压UOl转换成40?200 μ A的信号电流，输入至电流变送器301的电流输入端I+ ；电流变送器301将输入的信号电流放大100倍至4?20mA，实现远程变送。三极管302可以降低XTRl 15的功耗，电容303用于滤除高频干扰。
[0023]所述变送器采用多个传感器同时进行同一角度测量，使用超低噪声集成运算放大器进行信号调理，专用电流变送器进行远程变送，工作稳定，抗振动干扰能力强，可靠性高，成本低。
[0024]所述变送器既可以用于汽车左右倾斜度的测量，还可以用于汽车上下坡度的测量，也可以用于其他需要测量倾斜度的场合。
【权利要求】
1.一种汽车倾斜度变送器，由倾斜度检测电路、信号调理电路、二线制变送电路组成，其特征在于: 所述倾斜度检测电路由第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻组成；第一倾斜度传感器的输出端连接至第一电阻的一端，第二倾斜度传感器的输出端连接至第二电阻的一端，第三倾斜度传感器的输出端连接至第三电阻的一端，第四倾斜度传感器的输出端连接至第四电阻的一端；第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻的另外一端联结后输出倾斜度电压； 所述信号调理电路由运算放大器、第五电阻组成；运算放大器的反相输入端连接至输出端，组成跟随器；倾斜度检测电路输出的倾斜度电压连接至运算放大器的同相输入端； 所述二线制变送电路由电流变送器、三极管、电容、第六电阻组成；第六电阻的一端连接至运算放大器的输出端，另外一端连接至电流变送器的电流输入端；电流变送器的基准电压输出端连接至第五电阻的一端，第五电阻的另外一端连接至运算放大器的同相输入端；电流变送器的电源输出端连接至运算放大器的电源输入端和第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器的电源端；电流变送器的电流输出端是整个电路的公共地。
2.如权利要求1所述的汽车倾斜度变送器，其特征在于:所述电流变送器的型号为XTR115。
3.如权利要求2所述的汽车倾斜度变送器，其特征在于:所述第一倾斜度传感器、第二倾斜度传感器、第三倾斜度传感器、第四倾斜度传感器都选择芬兰VTI公司的SCA610-C21H1A单轴加速度传感器。
4.如权利要求2所述的汽车倾斜度变送器，其特征在于:所述运算放大器为超低噪声的轨到轨输入输出集成运算放大器ADA4528-1。
【文档编号】G01C9/00GK203949682SQ201420294286
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】凌云, 李勇, 罗树英 申请人:湖南工业大学