專利名稱：智能數字顯示角度傳感器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是涉及一種智能數字顯示角度傳感器，更具體地說，涉及一種基于角度傳感芯片和微處理器的紅外智能調控的角度可顯示的智能角度傳感器。
背景技術：
近年來，隨著傳感技術的猛烈發(fā)展，對角度傳感器的應用需求不斷增大。然而傳統的角度傳感器大多是霍爾傳感器和電位器角度傳感器，它們都 有著精度低、體積大、不易安裝、校準調節(jié)困難等缺陷。針對傳統傳感器的缺陷，市場上也出現了依靠重力加速度在測量軸上加速度分量的大小來測得角度值的傳感器。然而它的精度、角度設定參數都取決于加速度傳感器上，在很大程度上，產品出廠后已經定型，不能有效的改變其某些參數值和進行現場標定，這樣不利于智能設定和控制。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是克服了現有技術中的不足，提供了一種高精度、數顯、可紅外智能遠程控制式智能數字顯示角度傳感器。為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現的
一種智能數字顯示角度傳感器，包括一個高靈敏度角度傳感芯片、一個內置的工業(yè)微處理器、脈寬調制及控制模塊、數字顯示器和紅外遙控器。其特征在于所述微處理器連接角度傳感器，脈寬調制及控制模塊和數字顯示器，并無線通信連接紅外遙控器；所述脈寬調制及控制模塊連接模擬電壓輸出口、4-20mA電流輸出口和串行數字通信接口，所述角度傳感器將測得的角度信號以模擬電壓的形式輸出給微處理器，微處理器通過內置的模數轉換器將模擬量以2048級量化并數字化保存，所采集的電壓值通過平滑運算、線性校正、溫度補償和精度調整數字處理將角度值轉換為對應的數字值。所獲得的角度數字值通過數字顯示器數碼管段選信號直接顯示，供現場觀察；同時，微處理器實時地將信號以脈寬調制信號輸出；通過模擬電壓輸出口、4-20mA電流輸出口和串行通信接口分別輸出0-10V、0-5V和±5V三種方式的電壓輸出、4-20mA電流輸出和串行數字通信輸出；該三類輸出信號均可作為工業(yè)控制應用的控制源輸入信號；紅外遙控器用于非接觸方式對該角度傳感器的現場應用進行實時控制。所述的微處理器的型號為16F1936,內含ADC外設,可直接輸出數字信號和通過數碼管顯示角度值，且嵌有紅外接收頭，接收遙控器紅外信號進行相應的參數設置和標定。所述的脈寬調制模塊為PWM信號通過由運放L2908設計的濾波電路，實現有源濾波功能，所得模擬電壓信號可作為工業(yè)控制信號的輸入。所述的信號轉換電路，可將模擬電壓信號轉換為4mA—20mA的模擬電流信號。所述的加速度傳感器芯片的型號為S60。所述的紅外接收頭的型號為HS0038B。
與現有的技術相比，本發(fā)明的有益效果是
1.直接軸上連接，拋棄傳統鏈輪鏈條安裝
2.大角度工作范圍，線性跟蹤角度變化。有效工作角度0-170°
3.防水設計,適合可達100%高濕度場合應用
4.可抗2米跌落沖擊，消除安裝過程中的損壞風險
5.利用紅外線遙控器操作，可以遠距離對其進行設置和標定。操作簡單，便宜使用
6.自動零位計算，不須對中找零位，簡化安裝和調試難度 7.四位LED顯示，清晰反映實際工作狀態(tài)
8.多輸出類型，電壓型，電流型，串行通信型。
圖I是本發(fā)明一種智能數字顯示角度傳感器的結構示意圖。圖2是本發(fā)明一種智能數字顯示角度傳感器的遙控器部分按鍵示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步描述。實施例一
參見圖1，，本智能數字顯示角度傳感器，包括一個高靈敏度角度傳感芯片、一個內置的工業(yè)微處理器、脈寬調制及控制模塊、數字顯示器和紅外遙控器。其特征在于所述微處理器連接角度傳感器，脈寬調制及控制模塊和數字顯示器，并無線通信連接紅外遙控器；所述脈寬調制及控制模塊連接模擬電壓輸出口、4-20mA電流輸出口和串行數字通信接口，所述角度傳感器將測得的角度信號以模擬電壓的形式輸出給微處理器，微處理器通過內置的模數轉換器將模擬量以2048級量化并數字化保存，所采集的電壓值通過平滑運算、線性校正、溫度補償和精度調整數字處理將角度值轉換為對應的數字值。所獲得的角度數字值通過數字顯示器數碼管段選信號直接顯示，供現場觀察；同時，微處理器實時地將信號以脈寬調制信號輸出；通過模擬電壓輸出口、4-20mA電流輸出口和串行通信接口分別輸出0-10V、0-5V和±5V三種方式的電壓輸出、4-20mA電流輸和串行數字通信輸出；該三類輸出信號均可作為工業(yè)控制應用的控制源輸入信號；紅外遙控器用于非接觸方式對該角度傳感器的現場應用進行實時控制。實施例二
本智能數字顯示角度傳感器的系統結構如圖I所示，主要包括包括一高靈敏度角度傳感芯片、一內置的工業(yè)微處理器、脈寬調制及控制模塊、信號轉換模塊和紅外遙控手持端。角度傳感器將測得的角度信號以模擬電壓的形式輸出給微處理器，微處理器通過內置的模數轉換器(ADC)將模擬量以2048級量化并數字化保存，所采集的電壓值通過平滑運算、線性校正、溫度補償、精度調整等數字處理將角度值轉換為對應的數字值。所獲得的角度數字值通過數碼管段選信號直接顯示，供現場觀察；同時，實時地將信號以脈寬調制(PWM)信號輸出。傳感器的輸出有三類選擇0-10V、0-5V和±5V等三種方式的電壓輸出，4-20mA電流輸出，和串行數字通信輸出。三類輸出信號均可作為工業(yè)控制應用的控制源輸入信號。紅外控制器用于非接觸方式對該角度傳感器的現場應用進行實時控制。該角度傳感器的智能性表現在傳感器的工作狀態(tài)等14項指標30項參數進行現場標定和選擇，14項指標為模擬輸出、越位報警、越位報警延時、顯示濾波、模擬輸出濾波、顯示模式、輸出極性變換、角度測量量程調整、密碼、輸出類型、設備版本、出廠值恢復、同步功能選擇、同步方式時的角度調整量控制。所有的模式選擇和參數標定都能通過紅外遙控器進行遠程智能控制如圖2所示，角度的極限位置和LED的顯示關系都可通過遙控器來進行標定。通過遙控器9個鍵，可以完成對此智能角度傳感器的初步標定。九個鍵的具體功能為
CAL進入參數設置狀態(tài)
RUN進入工作狀態(tài)
ENT確認
選擇參數增加
選擇參數減少
ESC退回
MIN SET鎖定最小位置
MAX SET鎖定最大位置
SIGN變換顯示極性
本角度傳感器可以廣泛地應用于紡織，造紙，皮革，線纜及鋼鐵等領域的多單元同步控制。本發(fā)明中涉及的未說明部分與現有技術相同或采用現有技術加以實現。
權利要求
1.一種智能數字顯示角度傳感器，包括一個高靈敏度角度傳感芯片(I)、一個內置的工業(yè)微處理器(3)、脈寬調制及控制模塊(4)、數字顯示器(5)和紅外遙控器(2);其特征在于所述微處理器(3)連接角度傳感器(1)，脈寬調制及控制模塊(4)和數字顯示器(5)，并無線通信連接紅外遙控器(2);所述脈寬調制及控制模塊(4)連接模擬電壓輸出口(6)、4-20mA電流輸出口(7)和串行數字通信接口(8)，所述角度傳感器(I)將測得的角度信號以模擬電壓的形式輸出給微處理器(3)，微處理器(3)通過內置的模數轉換器將模擬量以2048級量化并數字化保存，所采集的電壓值通過平滑運算、線性校正、溫度補償和精度調整數字處理將角度值轉換為對應的數字值；所獲得的角度數字值通過數字顯示器(5)數碼管段選信號直接顯示，供現場觀察；同時，微處理器(3)實時地將信號以脈寬調制信號輸出；通過模擬電壓輸出口(6)、4-20mA電流輸出口(7)和串行通信接口(8)分別輸出0_10V、0_5V和±5V三種方式的電壓輸出、4-20mA電流輸出和串行數字通信輸出；該三類輸出信號均可作為工業(yè)控制應用的控制源輸入信號；紅外遙控器(2)用于非接觸方式對該角度傳感器的現場應用進行實時控制。
2.如權利要求I所述智能數字顯示角度傳感器，其特征在于其工作狀態(tài)的14項指標30項參數可由現場標定和選擇，14項指標為模擬輸出、越位報警、越位報警延時、顯示濾波、模擬輸出濾波、顯示模式、輸出極性變換、角度測量量程調整、密碼、輸出類型、設備版本、出廠值恢復、同步功能選擇、同步方式時的角度調整量控制。
3.如權利要求I所述智能數字顯示角度傳感器，其特征在于其模擬角度信號直接輸入微處理器，用內部的ADC數字量化并進行相關的處理。
4.如權利要求I所述智能數字顯示角度傳感器，其特征在于將數字信號通過脈寬調制的方法輸出，并實現模擬信號輸出。
5.如權利要求I所述智能數字顯示角度傳感器，其特征在于可通過紅外遙控方式實現現場參數標定和選擇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能數字顯示角度傳感器。該角度傳感器包括包括一個高靈敏度角度傳感芯片、一個內置的工業(yè)微處理器、脈寬調制及控制模塊、數字顯示器和紅外遙控器。其特征在于微處理器連接角度傳感器，脈寬調制及控制模塊和數字顯示器，并無線通信連接紅外遙控器。微處理器實時地將信號以脈寬調制信號輸出,通過模擬電壓輸出口、電流輸出口和串行通信接口分別輸出0-10V、0-5V和±5V三種方式的電壓輸出、4-20mA電流輸出和串行數字通信輸出。該三類輸出信號均可作為工業(yè)控制應用的控制源輸入信號；紅外遙控器用于非接觸方式對該角度傳感器的現場應用進行實時控制。本角度傳感器可以廣泛地應用于紡織，造紙，皮革，線纜及鋼鐵等領域的多單元同步控制。
文檔編號G01B21/22GK102878972SQ20121034054
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權日2012年9月14日
發(fā)明者萬晨坤, 黃匡奇, 陸亨立, 馬紅衛(wèi), 范天翔 申請人:上海大學