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PIC16F873的RC3和RC2端设置选择和校准零点按键,当PIC16F873读入时,通过按键的循环选择进行0 g的校准和灵敏度的校准。
MAD2020E型加速度计传感器输出是2个PWM(占空比):T1/(T1+T2),则加速度输出为:
PIC16F873中有3个定时器,利用time1可计算PWM高低脉冲宽度的时间。
由MEMIC加速度计输入与输出的关系,信号的输出表达关系式:
AOUT(α)=AOUT(0)+SENSITIVITY×SIN(α) (5)
O°~360°倾角实现方法是先把MEMIC加速度计垂直放置,然后在调整可得AOUT(0),后利用ARCTAN函数:
该方法无需温度补偿。0 g校准是通过预先设定一个偏置角度(AngleOffset)来实现,然后每次把偏置角度与AOUTX相加,就可完成0 g校准。
而系统软件主程序流程如图5所示。
3.2 实验结果
按上述倾角测量原理及电路设计,在实际转角测试平台上进行数据测量,测量角度误差如图6所示,测量误差结果的不大于±0.1°,实验证明测量倾角的方法具有良好的精度,从而实现了无温度补偿的双轴0°~360°倾角的测量。
4 结论
采用PIC16F873单片机的加速度倾角传感器设计,巧妙利用热电耦式MEMSIC加速度计MAD2020E传感器的灵敏度具有可重复的温度特性,两个轴的输出都是相同的变化幅度,反正切的运算剔除了灵敏度的误差,同时0 g的偏差利用预先设定好的角度偏置来实现,从而避免零点漂移造成的角度测量误差,实现了无温度补偿的双轴加速度0°~360°倾角高精度、智能化的测量。