王宏伟

(北京信息科技大学理学院, 北京 100192)



铍铜倾斜仪敏感头研制及其线性软件补偿

王宏伟

(北京信息科技大学理学院, 北京 100192)

倾斜仪是测量倾斜角度的仪器, 利用铍青铜材料优良的弹性性能加工振动元件，制作"三明治"式差动电容检测结构的倾斜仪敏感头,分析了敏感头的力学特性，给出了被测倾角和铍铜元件偏角的关系。对敏感头进行测试,利用单片机软件编程方法对敏感头进行了非线性补偿,提高了敏感头的输出线性度。

铍青铜；倾斜仪;敏感头;差动电容；软件补偿；线性度

0 引言

倾斜仪在地震、军事、海洋、建筑、农业及电子产品等领域有广阔的应用[1]。

倾角测量常用水银珠水平器或液体摆式倾角传感器。这些仪器测量范围小，稳定测量时间较长，不便动态测量，不能用于自动控制系统。利用固体摆的原理研制的倾角传感器可获得较高测量精度，但传感器体积较大且抗冲击性能差[2-3]。

铍青铜材料弹性好、密度大、耐疲劳,适于做惯性振动元件[4]。文中用铍青铜材料作为振动元件，结合“三明治”式差动电容检测结构，设计制作倾角传感器。差动电容可以消除干扰，并受温度影响不大，灵敏度高，结构制作工艺简单[5-7]。

模拟倾角传感器在实际应用中往往存在较大的非线性误差，线性化程度不好。所以需要进行线性化的补偿，而一般模拟量传感器补偿还是硬件补偿法，但硬件补偿法的精度有限，电路复杂，成本较高。利用单片机技术的软件编程补偿方法，可使传感器性能得到大幅度提高 。……