基于MAD2020E加速度的0°～360°傾角傳感器設(shè)計(jì)

PIC16F873的RC3和RC2端設(shè)置選擇和校準(zhǔn)零點(diǎn)按鍵，當(dāng)PIC16F873讀入時(shí)，通過(guò)按鍵的循環(huán)選擇進(jìn)行0 g的校準(zhǔn)和靈敏度的校準(zhǔn)。
MAD2020E型加速度計(jì)傳感器輸出是2個(gè)PWM(占空比)：T1/(T1+T2)，則加速度輸出為：

PIC16F873中有3個(gè)定時(shí)器，利用time1可計(jì)算PWM高低脈沖寬度的時(shí)間。
由MEMIC加速度計(jì)輸入與輸出的關(guān)系，信號(hào)的輸出表達(dá)關(guān)系式：
AOUT(α)=AOUT(0)+SENSITIVITY×SIN(α) (5)
O°～360°傾角實(shí)現(xiàn)方法是先把MEMIC加速度計(jì)垂直放置，然后在調(diào)整可得AOUT(0)，后利用ARCTAN函數(shù)：

該方法無(wú)需溫度補(bǔ)償。0 g校準(zhǔn)是通過(guò)預(yù)先設(shè)定一個(gè)偏置角度(AngleOffset)來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后每次把偏置角度與AOUTX相加，就可完成0 g校準(zhǔn)。
而系統(tǒng)軟件主程序流程如圖5所示。

3．2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
按上述傾角測(cè)量原理及電路設(shè)計(jì)，在實(shí)際轉(zhuǎn)角測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)量角度誤差如圖6所示，測(cè)量誤差結(jié)果的不大于±0．1°，實(shí)驗(yàn)證明測(cè)量傾角的方法具有良好的精度，從而實(shí)現(xiàn)了無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)碾p軸0°～360°傾角的測(cè)量。

4 結(jié)論
采用PIC16F873單片機(jī)的加速度傾角傳感器設(shè)計(jì)，巧妙利用熱電耦式MEMSIC加速度計(jì)MAD2020E傳感器的靈敏度具有可重復(fù)的溫度特性，兩個(gè)軸的輸出都是相同的變化幅度，反正切的運(yùn)算剔除了靈敏度的誤差，同時(shí)0 g的偏差利用預(yù)先設(shè)定好的角度偏置來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而避免零點(diǎn)漂移造成的角度測(cè)量誤差，實(shí)現(xiàn)了無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)碾p軸加速度0°～360°傾角高精度、智能化的測(cè)量。