智能仪器课程设计 车体倾斜姿态测量仪
倾角测量仪设计报告
倾角测量仪设计报告1. 引言倾角测量仪是一种测量物体在水平面上的倾斜角度的仪器。
在许多应用场景中，倾角测量仪被广泛运用，包括建筑工程、地质勘探、航空航天等领域。
本报告旨在介绍我们设计的倾角测量仪。
2. 设计原理我们的倾角测量仪采用气泡水平仪的工作原理。
原理基于液体表面张力的特性，当测量物体倾斜时，液体表面会随之改变，通过观察气泡在液体中的位置，可以判断物体倾斜的角度。
3. 设计方案我们的倾角测量仪主要由以下组件构成：- 液体容器- 液面标尺- 气泡- 刻度盘3.1 液体容器液体容器是一个透明的玻璃或塑料容器，内部装有液体。
容器形状可以是圆柱形或长方形，以容纳不同尺寸的测量物体。
3.2 液面标尺液面标尺用于测量液体的高度，以便确定物体的倾角。
标尺可以是刻度线，单位可以是角度或百分比。
3.3 气泡气泡是一个小气体袋，通常是在液体容器一端封闭的空间。
当测量物体倾斜时，气泡会通过重力在液体中上下移动，以表明物体的倾角。
3.4 刻度盘刻度盘用于显示物体的倾角。
刻度盘可以是一个圆圈，周围有刻度线，通过观察气泡在刻度盘上的位置，可以读取物体倾角的数值。
4. 使用方法使用我们设计的倾角测量仪非常简单：1. 将倾角测量仪放置在待测物体上。
2. 观察液体容器中的气泡位置。
3. 通过刻度盘上的刻度线确定物体的倾角。
4. 根据需要调整物体位置，直到达到所需角度。
5. 优点与局限性我们设计的倾角测量仪具有以下优点：- 价格低廉，易于制造和使用。
- 精度相对较高，可满足大多数普通测量需求。
- 结构简单，易于维护和保养。
然而，我们的设计也存在一些局限性：- 受限于液体表面张力的特性，测量精度可能受到液体挥发或温度变化的影响。
- 在极端条件下，如高温或低温环境下使用，液体的物理性质可能发生改变，导致测量结果不准确。
6. 结论通过对倾角测量仪的设计和原理的介绍，我们可以看到它在许多应用领域具有较高的实用性和经济效益。
虽然存在一些局限性，但在大多数日常测量任务中，我们的设计能够提供准确和可靠的测量结果。
课程设计报告车体倾斜姿态测量仪
《智能仪表课程设计》设计报告课题名称车体倾斜姿态测量仪学生学号、姓名0、徐志涛班级名称测控0802指导教师唐鸿儒黄亚忠扬州大学能源与动力工程学院二〇一一年九月总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：附录第一部分任务书《智能仪表课程设计》课程设计任务书一、课题名称车体倾斜姿态测量仪二、设计内容及设计要求利用SCA100t-D01倾斜角传感器作为测量元件，设计一个倾斜姿态测量仪，具有下面的功能：1.测量范围为-30°～30°。
2.精度为°。
3.误差为008.0°。
4. 双行LCD液晶显示。
5. 可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。
6. 具有RS232通信接口。
三、时间安排第一周：星期一～星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。
熟悉实验板原理图和印刷板图。
星期三～星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。
进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。
第二周：星期一～星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电路的功能；软件设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。
第三周：星期一～星期三：调试程序，联调软件和硬件。
星期四～星期五：写课程设计报告。
四、应交成果应交成果包括：⏹纸质课程设计报告和电子文档；⏹硬件原理图的Protel文件，程序；⏹可以演示的硬件和软件成果。
五、课程报告内容课程设计报告应包括下列部分：⏹课程设计任务书⏹仪表的功能要求、性能指标要求。
⏹方案选择：提出多种方案，进行方案比较，说明选定方案的理由，描述硬件和软件的功能分工。
⏹硬件设计：包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明，元器件选择的计算方法或者理由，利用提供的实验板焊接元器件。
⏹软件设计：首先提出软件的功能需求，然后进行软件的结构设计，再画出主要功能模块的软件框图。
倾斜仪工作原理
倾斜仪工作原理
倾斜仪的工作原理主要基于传感器技术，利用物理效应来测量结构的倾斜角度变化。
以下是三种常见的倾斜仪工作原理：
1. 固体摆式倾角传感器：在小角度范围内测量时，可以认为力F与摆线与垂直方向的夹角θ成线性关系。
当固体摆发生倾斜时，摆线与垂直方向的夹角θ发生变化，从而引起力F的变化。
通过测量力F的变化，可以推算出摆的倾斜角度变化。
2. 液体摆式倾角传感器：当液体摆水平时，两根电极之间形成相同的离子电流，相当于两个电阻RI和RIII相等。
当液体摆倾斜时，电极间的导电液不相等，导致电阻RI和RIII发生变化。
通过测量电阻的变化，可以推算出液体摆的倾斜角度变化。
3. 气体摆式倾角传感器：气体摆的原理与液体摆类似，但工作介质是气体。
当气体摆发生倾斜时，气体流速和压力发生变化，导致电阻值发生变化。
通过测量电阻的变化，可以推算出气体摆的倾斜角度变化。
总之，倾斜仪工作原理主要是通过测量物理效应的变化来推算结构的倾斜角度变化。
不同类型的倾斜仪采用不同的物理效应，但最终目的都是为了实现结构的稳定性和安全性监测。
倾角测量仪的设计.pdf
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倾角测量仪的设计摘要当前,大多数行业测量角度时依然沿用传统的水泡式(条式)水平仪.其检测方法有诸多缺点，如测量值因人而易、功能单一、测量范围小等。
本倾角测量仪，它与传统的水泡式（条式）水平仪相比具有电子检测、即时数值显示、测量精度高、测量范围大、使用及携带方便等特点，大大提高了工作效率。
本文详细介绍了一种利用倾角传感器、AD 转换器、单片机实现高精度倾角测量的方法，它可以测量-45°～+45°范围内的任意倾角,分辨率可达0.1°。
此外，由于该倾角仪输出为数字结果,因此它也可以与其他的数字设备结合起来,组成一个功能更加强大的仪器。
该装置可满足大量工程上的应用。
该数字倾角仪具有携带方便、精度高、功能多等特点。
它使用方便,应用范围广泛。
该数字倾角仪可广泛用于建筑、机械、道路、桥梁、石油、煤矿和地质勘探等各种需要测量重力参考系下倾角的场合。
关键词：倾角测量；AD转换器；单片机如需此论文Word版本，单片机程序/单片机技术支持，请访问: 嵌入式应用软件园。
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The Design of instrument for Inclination MeasuringAbstractAt present, most industries continue to use traditional methods to measure the dyadic style bleb( spirit level )as before time the angle. Such detecting method has a lot of shortcomings as the result changes with person, the function is unitary and measurement range is minor.This instrument for Inclination Measuring, compared with dyadic style（spirit level）of the tradition bleb, has electron detecting, immediate numerical value demonstrating , high measurement accuracy , big measurement range , easy to be put into use and easy to carry about, thus greatly improved availability.Introduced in my paper is a method of achieving high-precision measurements of the inclination using tilt sensor, ad converters, Singlechip .It can measure any angle between -45°~ +45° with an accuracy of 0.1°.In addition,its output is a digital result,which makes it possible to integrate itself with other digital devices to form a more functional unit. The device can meet a large number of projects on the application. The digital inclinometer is easy to carry and it has such characteristics as, high precision, multi-functionality. It is easy to use, its scope is extensive. This inclinometer can be widely used in any construction site, oil field, coal-mine or geologic survy.Keywords：Inclination Measurement; ad converters；MCU- 2 -嵌入式应用软件园，版权所有，请勿转载/销售。
基于HT46R24单片机倾斜角度测量仪的设计
图１运用应变规量测变形量
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在选 用荷重元 时，须注意量测
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图３将类 比信号转化为数字信号
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般 来说 ，荷重 元 的信 号极 为微弱 ，
主体用 来执行 逻辑 、运算 、计 时、
提前预 测意外 事故 的发 生；角 度测 型所 形成 的倾 斜角 ，使放 置在 车 内 的东西不易倾倒 ；可安装于病床 中让 病患能 自动调整所需倾斜角 ，而不须 再使用手摇方式调整病床的角度等。
教 学平 台，可 以积 极推进 高校 信息 参考文献
【 张喜艳 ， 月光． 育信 息化 绩效特 征 ４ ］ 解 教 ［ 王同 明． 网络辅助教学的研 究与探 结构解析Ｏ． １ ］ 高校 １ 中国电化教育， １ （ ： —７ ２ １８ ２ ２ ． ０ ）４ 化 建设 的应用水 平 ，可 以提 高学生
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基于ＨＴ ６ ４ ４Ｒ２ 单片机倾 斜角度测量仪 的设 计
许 昌职业技术学院 穆 亚辉 王俊 豪
车身娇正仪的使用实训报告
车身娇正仪的使用实训报告
车身校正仪是一种用于检测和修正车辆外观和结构问题的设备。
使用车身校正仪时，必须严格遵守操作规程，以确保操作的安全和正确。
第一步是选择适当的车身校正仪。
不同的车型和车辆需要不同的车身校正仪，因此必须根据车辆的类型和品牌选择正确的设备。
在选择车身校正仪前，应仔细阅读设备说明书，确保其符合要求。
第二步是确定车辆的准确位置。
在使用校正仪之前，必须将车辆停放在平坦的地面上，并使用车轮夹将车轮固定在正确位置。
这样可以确保车辆的位置不会发生变化，从而保证校正的准确性。
第三步是进行校正前的准备工作。
在校正之前，必须检查车辆的外观和结构，以确定需要校正的问题。
同时，应检查车身校正仪的各个部分，确保其完好无损，且能够正常工作。
如果发现任何问题，必须在校正之前进行修复。
第四步是进行校正。
在进行校正时，必须按照设备说明书中的指示进行操作。
通常情况下，校正会涉及到使用各种工具和设备，如拉力计和板手等。
在操作时，必须确保使用正确的工具，并遵循安全操作规程，以避免任何意外事故的发生。
第五步是进行校正后的检查。
在完成校正后，必须对车辆进行检查，以确保校正的准确性和效果。
此时，可以使用车身校正仪进行检测，以确定是否还需要进行进一步的校正。
总之，车身校正仪是一种非常重要的设备，可以帮助修复车辆的
外观和结构问题。
在使用车身校正仪时，必须遵守操作规程，以确保操作的安全和正确性。
某型火箭炮车体倾斜检测仪设计
高、 体积 小 ， 合多种 环境下 使用 ， 适 并可 自行设定水 平零 点 ，
以数字方式输 出， 抗震 动能力 强 ， 冲击 性能 好。主要 技术 耐
Ｗ Ｕ ａ ｑ ａ ｇ． Ｈｕ — ｉｎ ＺＨＡＮ ｎ— ｕ Ｙａ ｍｏ
（ ｒ ｙＯｆ ｅ ｃｄｍ ｆ Ｉ Ｈｅ ｉ ３ ０ １ Ｃ ｉａ Ａ ｍ ｆｃｒ ａ ｅ ｙｏ Ｊ ｉ Ａ Ｐ Ａ， ｆ ０ ３ ， ｈｎ ） ｅ２
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上 ， 箱时可 以旋下或折叠放倒 （ 图 １ 。 装 见 ）
图 １ 检 测 仪 结构 设 计
２ 倾角传感器选 型
倾角传感器用于感应火箭炮 车体的纵横 向倾斜 度 ， 基本
技术 要求如下 ：
根据以上基本要求 ， 选用北京星 网宇达科技 开发有 限公 司的 Ｔ Ｔ １ １ ｗ—Ｓ １０倾角传感器 ， 传感 器 内嵌微控制器和 高精 该
武 器系统平 台的快 速精 确调平 能 反映武 器 的性能 。倾
斜检测 仪的设 计 ， 够 实现 武器 系 统平 台倾 斜 度 的快 速 测 能
１ ）精度高 于 ± ０—０ ． （± ． １ 。 ； ０ ０ ２ ００ ２ ）
２ ）使用环境温度为 一 ０℃ ～＋ ５℃。 ４ ５
量、 计算并实现无线数传 ， 解决 了传 统调平方 法耗时长 、 精度 差和过程 繁琐等问题 ， 提高某型火箭炮 的作战能 力具有重 对
汽车倾斜测量仪操作方法
汽车倾斜测量仪操作方法
要使用汽车倾斜测量仪进行测量，按照以下步骤进行操作：
1. 将车辆停放在平整的水平地面上，确保车辆不会移动或晃动。
2. 打开汽车倾斜测量仪的电源开关，等待仪器启动并进行初始化。
3. 将测量仪放置在车辆需要测量的位置上，通常是车辆前桥、后桥或轮胎上。
4. 根据测量仪的使用说明，调整仪器的设置和参数，例如选择测量模式（前倾后倾、侧倾等）和测量单位（度、百分比等）等。
5. 确保测量仪与车辆接触牢固，可以使用夹具或固定装置将其固定在车辆上，以避免测量时的移动或干扰。
6. 按下测量按钮或开始测量的相应操作，开始进行测量。
7. 在测量完成后，读取测量结果并记录下来，通常会显示在仪器的显示屏上或通过蓝牙或USB等接口传输到计算机或手机上。
8. 如果需要进行多点测量，可以将测量仪移动到其他位置重复上述步骤。
9. 在测量结束后，关闭仪器的电源开关，清理和存放仪器，并将测量结果保存或导出供后续分析和处理。
请注意，具体的操作步骤可能会因汽车倾斜测量仪的型号和品牌而略有不同，请在使用前仔细阅读和理解仪器的使用说明书，并按照说明进行操作。
车辆检测器课程设计
车辆检测器课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习，使学生掌握车辆检测器的基本原理、结构及应用，培养学生对车辆检测技术的兴趣和认识，提高学生分析问题和解决问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：了解车辆检测器的基本概念、分类和原理；掌握车辆检测器的主要组成部分和工作流程；了解车辆检测技术在交通领域的应用。
2.技能目标：能够分析车辆检测器的工作原理和性能；能够运用车辆检测技术解决实际问题；具备一定的科学研究和动手实践能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生对车辆检测技术的热爱和好奇心，激发学生对科技创新的向往；培养学生团结协作、积极进取的精神风貌，提高学生的社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.车辆检测器的基本概念、分类和原理；2.车辆检测器的主要组成部分和工作流程；3.车辆检测技术在交通领域的应用；4.车辆检测器的未来发展及趋势。
教学大纲安排如下：第1课时：车辆检测器的基本概念、分类和原理；第2课时：车辆检测器的主要组成部分和工作流程；第3课时：车辆检测技术在交通领域的应用；第4课时：车辆检测器的未来发展及趋势。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：通过讲解车辆检测器的原理、结构和应用，使学生掌握基本知识；2.讨论法：引导学生分组讨论实际问题，培养学生的分析问题和解决问题的能力；3.案例分析法：分析典型车辆检测器案例，使学生更好地理解车辆检测技术的应用；4.实验法：学生进行车辆检测器实验，提高学生的动手实践能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：《车辆检测技术》；2.参考书：相关车辆检测技术的学术论文和专著；3.多媒体资料：车辆检测器的图片、视频等；4.实验设备：车辆检测器实验装置。
通过以上教学资源，我们将为学生提供丰富的学习体验，帮助学生更好地掌握车辆检测技术。
五、教学评估本课程的评估方式将包括以下几个方面，以全面、客观、公正地评价学生的学习成果：1.平时表现：通过课堂参与、提问、回答问题等环节，评估学生的学习态度和积极性；2.作业：布置相关的车辆检测技术作业，评估学生的理解和掌握程度；3.实验报告：评估学生在实验过程中的操作技能和解决问题的能力；4.考试：期末进行理论知识考试，测试学生对车辆检测技术的掌握情况。
编程倾斜传感器课程设计
编程倾斜传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解倾斜传感器的工作原理，掌握其在编程中的应用方法；2. 学会使用编程语言对倾斜传感器进行数据采集、处理和分析；3. 了解倾斜传感器在智能设备中的应用场景，拓展对传感器技术在实际生活中的应用认知。
技能目标：1. 能够独立完成倾斜传感器的编程操作，实现数据采集和处理；2. 学会运用传感器数据解决实际问题，提高编程解决问题的能力；3. 培养团队协作意识，提升在项目实践中沟通与协作的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对传感器技术及编程的兴趣，激发其探究精神；2. 增强学生对科技创新的热情，提高其将科技应用于实际生活的意识；3. 培养学生面对问题积极思考、勇于尝试的精神风貌。
课程性质：本课程为实践性课程，以项目为导向，结合实际应用场景，使学生掌握倾斜传感器的编程方法。
学生特点：学生具备一定的编程基础，对传感器技术有一定了解，具有较强的动手能力和探索精神。
教学要求：教师需引导学生主动参与实践，注重培养学生的动手能力和创新思维，关注学生在项目实践中的个体差异，提供个性化指导。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际项目中，实现学以致用。
二、教学内容1. 倾斜传感器基础知识：介绍倾斜传感器的工作原理、类型及其在智能设备中的应用。
- 教材章节：第三章“传感器及其应用”2. 编程环境搭建：指导学生搭建适用于倾斜传感器的编程环境，熟悉相关开发工具。
- 教材章节：第二章“编程环境与工具”3. 倾斜传感器编程操作：- 数据采集：教授学生如何使用编程语言读取倾斜传感器的数据；- 数据处理与分析：教授学生如何对采集到的数据进行处理和分析，提取有用信息；- 教材章节：第四章“传感器数据采集与处理”4. 实践项目：设计具有实际应用场景的倾斜传感器编程项目，引导学生分组实践。
- 教材章节：第五章“项目实践与应用”5. 传感器编程应用拓展：介绍倾斜传感器在现实生活中的创新应用，激发学生创新意识。
车辆测试仪设计课程设计
车辆测试仪设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握车辆测试仪的基本原理和功能，理解其在我国汽车产业中的重要性。
2. 使学生了解并掌握车辆测试仪的主要组成部分及其工作原理。
3. 帮助学生掌握车辆测试数据的基本分析方法，提高数据分析能力。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计简单的车辆测试方案并进行测试的能力。
2. 培养学生运用现代信息技术手段，进行车辆测试数据的收集、处理和分析的能力。
3. 提高学生的团队协作能力和沟通表达能力，能够在团队中发挥积极作用。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对车辆测试仪设计及相关领域的兴趣，激发学生主动学习的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，勇于探索，善于发现问题和解决问题。
3. 增强学生的环保意识，了解汽车产业发展对环境的影响，引导学生关注绿色出行。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识和实际操作，培养学生的实践能力和创新能力。
学生特点：学生处于高年级阶段，已具备一定的物理知识和动手能力，对新鲜事物充满好奇心。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新思维。
通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际车辆测试仪设计过程中，培养具备实际操作能力的优秀人才。
二、教学内容1. 车辆测试仪基本原理及功能：介绍车辆测试仪的组成、工作原理及其在汽车产业中的应用。
教材章节：《汽车测试技术》第1章2. 车辆测试仪主要部件及功能：详细讲解各部件的作用、工作原理及相互关系。
教材章节：《汽车测试技术》第2章3. 车辆测试方案设计：学习如何根据测试需求设计合理的测试方案。
教材章节：《汽车测试技术》第3章4. 车辆测试数据采集与处理：介绍数据采集方法、设备使用及数据处理技巧。
教材章节：《汽车测试技术》第4章5. 车辆测试数据分析与应用：学习数据分析方法，培养学生分析问题、解决问题的能力。
教材章节：《汽车测试技术》第5章6. 实践操作与案例分析：组织学生进行实际操作，分析典型案例，巩固所学知识。
车辆检测器课程设计
车辆检测器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解车辆检测器的基本原理与功能，掌握其工作流程。
2. 学生能掌握车辆检测器在智能交通系统中的应用及其重要性。
3. 学生能了解车辆检测器的种类及各自的特点。
技能目标：1. 学生能够运用所学的知识，分析并设计简单的车辆检测器系统。
2. 学生能够通过实际操作，熟练使用车辆检测器进行数据采集与分析。
3. 学生能够运用相关软件对车辆检测器采集到的数据进行处理，得出有效结论。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习，认识到科技在生活中的重要作用，增强对科技的兴趣和探索精神。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会倾听、尊重他人意见。
3. 学生在学习过程中，关注智能交通领域的发展，提高社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为信息技术与工程领域的交叉课程，注重理论知识与实践操作的结合。
学生特点：六年级学生具备一定的逻辑思维能力和动手操作能力，对科技产品有浓厚兴趣。
教学要求：教师应注重启发式教学，引导学生主动探索，关注学生的个体差异，鼓励学生动手实践和合作交流。
在教学过程中，关注学生的情感体验，培养其科技创新意识和价值观。
通过本课程的学习，使学生将理论知识与实践相结合，提高解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 车辆检测器原理介绍：讲解车辆检测器的工作原理，如地磁检测、雷达检测、视频检测等，并分析各自优缺点。
2. 车辆检测器的种类：介绍不同类型的车辆检测器，如固定式、移动式、无线式等，及其在实际应用中的选择方法。
3. 车辆检测器的功能与应用：分析车辆检测器在智能交通系统中的重要作用，如交通流量统计、拥堵预警、违章抓拍等。
4. 实践操作：组织学生进行车辆检测器的实际操作，包括设备安装、参数设置、数据采集与处理等。
5. 数据分析：指导学生运用相关软件对采集到的数据进行处理和分析，提取有效信息，为交通管理提供依据。
6. 案例分析：结合实际案例，让学生了解车辆检测器在智能交通领域的应用案例，提高学生的实际操作能力。
倾斜传感器的搭建方法
倾斜传感器的搭建方法倾斜传感器（Tilt Sensor）是一种可以检测物体倾斜或倾斜角度的设备。
它通常由一个敏感元件（如霍尔元件、滚珠倾斜开关等）和一个信号处理模块（如微处理器）组成。
倾斜传感器广泛应用于各种领域，包括航天、工程、安防、汽车等。
下面将介绍倾斜传感器的搭建方法。
第一步：准备所需材料和工具为了搭建一个简单的倾斜传感器，我们需要准备以下材料和工具：1. 敏感元件：可以使用霍尔元件、滚珠倾斜开关等2. 信号处理模块：可以使用微处理器、Arduino开发板等3. 连接器和导线4. 电源（如电池或电源模块）5. 支架或外壳6. 电阻、电容等其他辅助元件（视具体设计而定）7. 锡焊台、焊锡线、剪线钳、螺丝刀等基本工具第二步：连接敏感元件和信号处理模块根据具体的敏感元件和信号处理模块的型号和接口要求，使用导线将它们连接在一起。
如果使用霍尔元件作为敏感元件，则需将其输出引脚连接到信号处理模块的输入引脚。
如果使用滚珠倾斜开关，则需连接其输出引脚到信号处理模块的输入引脚。
确保连接正确紧固，并注意极性。
第三步：供电和接地将电源连接到倾斜传感器电路的供电引脚上，并连接好电源的接地引脚。
根据具体的电源要求，选择合适的电池或电源模块，并确保供电电压符合敏感元件和信号处理模块的要求。
第四步：辅助元件和电路设计根据具体需要，可以选择添加一些辅助元件和设计特定的电路。
例如，可以通过添加电阻和电容来设计滤波电路，以减少输入信号的噪音干扰。
也可以添加放大电路来增强信号强度或者其他附加功能。
根据设计要求进行电路布局和元件连接。
第五步：安装支架或外壳如果需要，可以选择将倾斜传感器安装在支架或外壳中，以提供物理支持和保护。
制作或选择一个合适的支架或外壳，根据传感器大小和形状进行适当定制，确保安装稳固和防护性能良好。
第六步：测试和调试在连接和安装完成后，进行测试和调试，确保倾斜传感器的正常工作。
可以通过倾斜或摇动传感器，观察输出信号的变化，并与预期的倾斜角度进行对比。
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《智能仪表课程设计》设计报告课题名称车体倾斜姿态测量仪学生学号、姓名081302215、罗聪班级名称测控0802指导教师唐鸿儒黄亚忠扬州大学能源与动力工程学院二〇一一年九月总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第一部分任务书《智能仪表课程设计》课程设计任务书一、课题名称车体倾斜姿态测量仪二、设计内容及设计要求利用SCA100t-D01倾斜角传感器作为测量组件，设计一个倾斜姿态测量仪，具有下面的功能：1.测量范围为-30°～30°。
2.精度为0.001°。
3.误差为008°。
.04. 双行LCD液晶显示。
5. 可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。
6. 具有RS232通信接口。
三、时间安排第一周：星期一～星期二：布置任务，熟悉资料，确定仪表的功能要求、性能指标。
熟悉实验板原理图和印刷板图。
星期三～星期五：进行仪表的方案选择，确定主要芯片、工作方式、输入输出信号的接口方式、键盘和显示方式、以及通信方式。
进行硬件设计和元器件选择，画出硬件原理图。
第二周：星期一～星期五：根据硬件原理图，焊接硬件电路；测试硬件电路的功能；软件设计，包括软件需求说明、软件结构框图、主要软件功能模块的流程图；编写程序。
第三周：星期一～星期三：调试程序，联调软件和硬件。
星期四～星期五：写课程设计报告。
四、应交成果应交成果包括：⏹纸质课程设计报告和电子文档；⏹硬件原理图的Protel文件，程序；⏹可以演示的硬件和软件成果。
五、课程报告内容课程设计报告应包括下列部分：⏹课程设计任务书⏹仪表的功能要求、性能指标要求。
⏹方案选择：提出多种方案，进行方案比较，说明选定方案的理由，描述硬件和软件的功能分工。
⏹硬件设计：包括硬件结构框图、原理图及其各个主要环节的工作原理说明，元器件选择的计算方法或者理由，利用提供的实验板焊接元器件。
⏹软件设计：首先提出软件的功能需求，然后进行软件的结构设计，再画出主要功能模块的软件框图。
⏹程序编写和调试。
⏹设计小结。
报告中硬件原理于用Protel画出，软件框图和程序流程图用Visio画出。
第二部分课程设计报告目录第一章简介 (1)1．1 引言 (1)1．2 双轴倾角传感器SCA100t简介 (1)1．3SCA100t工作原理 (1)1．4STC89C51单片机简介 (2)第二章设计内容及要求 (5)2．1 设计内容 (5)2．2 设计要求 (5)第三章总体设计方案及原理框图 (6)3．1 原理框图 (6)3．2 总体设计方案 (6)第四章硬件设计 (9)4．1 传感器硬件电路 (9)4．2 液晶显示器硬件电路 (9)4．3 通信接口硬件电路 (10)4．4 报警电路 (10)4．5 总硬件原理图 (11)第五章软件设计 (12)5．1 主程序框图 (12)5．2 采集子程序框图 (13)5．3 显示子程序框图 (14)5．4 报警子程序框图 (15)5．5 通信子程序框图 (16)第六章程序编写 (17)6．1 C语言简介 (17)6．2 程序编写 (17)第七章结果调试 (18)7．1 硬件调试 (18)7．2 软件调试 (18)7．3 调试中遇到的问题 (18)第八章设计小结 (20)参考文献 (21)附录一焊接实物图 (22)附录二源程序 (23)第一章 简 介1.1 引言随着市场需求和科技的发展，人们对工程、机械、航空、航海设备的可靠性和稳定性提出了更高的要求，其中姿态测量是一项重要的指标。
倾角传感器是测量关于某一基准面的倾斜角或者是姿态的装置。
目前，市场上已有单轴、双轴、三轴的倾角传感器，但大多都价格昂贵或者体积较大。
本文提出以双轴传感器SCA100t 和STC89C51单片机实现的设计，可大大降低系统成本，不但可以构成一个单独的数字输出传感器，也可以作为一个测量模块，嵌入到测量控制系统中，广泛应用于机器人控制、平台姿态(俯仰和滚转)测量、双轴加速度测量等系统中。
1.2 双轴倾角传感器SCA100t 简介SCA100T 倾角传感器是芬兰 VTI 公司 2005年最新推出的, 利用MEMS 技术开发生产的高精度的双轴倾角传感器 , 体积小重量轻仅1.2克。
MEMS （Micro electro mechanical system ）是二十一世纪的前沿技术，采用MEMS 技术可以在硅芯片上加工出完整的徽型电子机械系统,包含了微型传感器、微型机械结构、以及信号处理和控制电路、通讯接口等于一体的微型器件, 把信息系统的微型化、多功能化、 智能化和可靠性水平提高到新的高度 。
该芯片的引脚图及（图1-1）说明如下：图1-1 芯片引脚图1.3 SCA100t 工作原理该器件内部包含了一个硅敏感微电容传感器，测量芯片在X 和Y 方向的加速度以及一个专用ASIC 集成电路, ASIC 电路集成了EEPROM 存储器、信号放大器、AD 转换器、温度传感器和SPI 串行通信接口,组成了一个完整的数字化传感器。
有±30o 和±90o 两种量程 ,其主要原理如下：管脚 名称 功能1 SCK 串行口时钟输入2 NC 无连接3 MISO 数据输出4 MISI 数据输入5 OUT_2 Y 轴输出6 GND 电源负极7 CSB 片选8 NC 无连接9 ST_2 Y 轴测试输入 10 ST_1 X 轴测试输入11 OUT_1 X 轴输出12 VDD 电源正极图中g代表重力加速度，x和y分别代表双轴的重力加速度，a和b分别代表双轴上的重力加速度与水平的夹角；芯片内部通过对x，y，g以及合成量的测量，再将信号通过一定得集成电路，将输出量与角度线性化、数字化，这样得出的输出量就为随倾角变化的分量。
其内部结构如图1-3所示：图1-4芯片内部结构图分析内部结构可知SCA100t输出有两种形式，即模拟量与数字量，且：模拟输出到角度的转化公式为：α= arcsin [(V out-offset)/Sensitivity]其中V out为芯片输出的电压（OUT_1、OUT_2输出X、Y轴角度对应电压），offset是0°是输出电压（2.5V），Sensitivity是芯片灵敏度（SCA100t-D01为4V/g，SCA100t-D02为2V/g）；数字输出到角度转化公式为：α= arcsin[（Dout -Dout@0°）/ Sensitivity]其中Dout为X或Y通道的数字输出量，Dout@0°为0°时X或Y通道的数字输出量，Sensitivity为芯片灵敏度（SCA100t-D01为1638LSB/g，SCA100t-D02为819LSB/g）。
1.4 STC89C51单片机简介1.4.1 STC89C51系列单片机的主要性能特点STC89C51系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰、高速、低功耗的单片机，指令代码与传统8051单片机完全兼容。
MCS－51的主要特点为：◆CPU为8位；◆片内带振荡器，频率范围为1.2~12MHz；◆片内带128字节的数据存储器；（RAM）◆片内带4KB的Flash程序存储器；（ROM）◆程序存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展ROM）◆片外数据存储器的寻址空间为64KB；（需要扩展RAM）◆128位（16字节）用户位寻址空间；（在128个字节中）◆18个字节特殊功能寄存器SFR（MCS—52子系列为21个）；◆4个8位的并行I/O接口：P0、P1、P2、P3；◆2个16位定时器/计数器T0、T1；（MCS-52子系列为3个，T2）◆2个优先级别的5个中断源；（高、低2个）◆1个全双工的串行I/O接口，可多机通信；◆片内采用单总线结构；◆有较强的位处理能力；1.4.2 MCS-51系列单片机的基本组成图1-5 管脚图AT89C51与51系列中各种型号芯片的引脚互相兼容。
目前多采用40只引脚双列直插，如图2-2所示。
引脚按其功能可分为如下3类：①电源及时钟引脚——VCC、VSS；XTAL1、XTAL2；②控制引脚——/R ST V P D、/EA VPP；ALE PROG、PSEN、和/③I/O口引脚——P0、P1、P2、P3，为4个8位I/O口。
第二章设计内容及要求2.1 设计内容利用SCA100t-D01倾斜角传感器作为测量组件，设计一个倾斜姿态测量仪2.2 设计要求该倾斜姿态测量仪需具有以下功能：1．测量范围为-30°～30°。
2．精度为0.001°。
3．误差为008°。
.04．双行LCD液晶显示。
5．可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。
6．具有RS232通信接口。
第三章设计总体方案及原理框图3.1原理框图本课题设计原理框图如下图（图3-1）：图3-1原理框图该车体倾斜姿态测量仪原理框图主要由传感器、信号调理电路、AD转换器、单片机、液晶显示器、报警电路等组成；通过传感器感应被测物体角度的变化，然后经过处理后，由AD转换器将模拟量转换为单片机能处理的数字量，然后由单片机输出信号控制显示、报警等。
3.2 设计方案3.2.1方案一（1）传感器选用本方案中选用的传感器是SCA100t-D02,引脚图见图3-2,此芯片能测量的角度范围为-90°~+90°,数字灵敏度为819LSB/g，模拟输出灵敏度为2V/g,可采用模拟输出或数字输出均可，为简化电路、减少外加AD转换器带来的花费，最优采用数字输出的方式。
图3-2 SCA100t-D02引脚图（2）液晶显示器选用本方案中选用的液晶显示器的型号是1602，引脚图见图3-3，LCD1602显示器有20个引脚，能够双行显示20为字符，本方案的思想是显示器的两行分别显示传感器的X和Y轴对应角度；当角度超过20°时，在对应角度后面显示‘DANGER！！！’字符，警示倾斜角度过大。
图3-3 LCD1602引脚图（3）单片机选用单片机选用的是STC89C51系列，具体资料参见1.4节STC89C51简介。
（4）通信协议本方案中的通信接口采用的是MAX232，引脚图见图3-4，通过此通信接口可实现单片机与上位机PC的通信；程序的烧录也是通过通信接口实现的。
图3-4 MAX232引脚图（5）报警电路根据设计要求，即，当倾斜角度超过20°时，要报警；本方案中的报警思想是：倾斜角超过20°时，通过I/O口发出控制信号，控制LED发光和蜂鸣器发生模拟报警。
如图3-5，图3-5 报警电路3.2.3 方案二方案二与方案一的不同之处在于传感器的选用和报警电路的改进：（1）传感器的选用本方案中选用的传感器是SCA100t-D01,引脚图见图3-6,此芯片能测量的角度范围为-30°~+30°,数字灵敏度为1638LSB/g，模拟输出灵敏度为4V/g,可采用模拟输出或数字输出均可，为简化电路、减少外加AD转换器带来的花费，最优采用数字输出的方式。