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为实现高精度全摆幅倾斜测量就必须把两轴加速度传感器垂直放置，一个传感方向与重力方向垂直，一个传感方向与重力方向平行。运用此方法测量倾斜角。加速度传感器测量结果为：
此时θ为单方向上全摆幅、高精度倾斜角度。运用两轴加速度传感器无法解决倾斜角测量中全方位和全摆幅不能共同实现的矛盾。所以为测量一个全方位，全摆幅的倾斜角就必须使用三轴加速度计。
运用三轴加速度计测量倾斜角就必须把测量范围分为两档，一档为倾斜角为-π／4～π／4，二档为倾斜角为(-π／2～-π／4)＆(π／4～π／2)。当倾斜角度在±π／4之间时，
， 这里以F(θz)的值作为划分档次的依据。在一档中F(θx)，F(θy)的分辨率很高，此时相当于运用一个两轴加速度传感器测量全方位，低摆幅倾斜角，运用式(15)可以计算倾斜角。在二档中F(θz)的分辨率都很高，此时相当于运用一个一轴加速度传感器测量全方位，高倾斜角度的倾斜角，运用式(1)可以计算倾斜角。
2 SCA3000
传感器的微型化、智能化、低功耗是当今传感器发展的必然趋势，微电子机械系统技术(MicroElectro，Mechanical Systems，MEMS)是传感器微型化发展道路上的一项重要技术。SCA3000-D1是VTI公司的全数字化三轴加速度计，量程±2g，电源电压3．3 V，64组缓冲存储器记录数据，在系统一级上面，有先进的性能和有效节能方式，频率响应可选，SPI数字串口通信，抗冲击力强，可以应用于许多恶劣的条件下。
2．1 传感器前端
前端单元采用了耐用、稳定、低功耗和噪声的电容传感器，这个前端单元包含三个加速度传感块。由于结构原因，三个加速度传感块传感方向与直角坐标成45°角，所以在接口电路模块中有一个匹配处理，加速度导致电容变化接着在信号调理电路中转化为电压变化。
2．2 接口电路
传感单元连接一个电容电压转换器，接下来在模拟领域校准，信号通过ADC转换器转换为数字信号，ADC信号被分离成三个信号处理通道，经过低通滤波器和骤减。之后，信号配合上直角坐标系和传输给输出寄存器。在一般测量中，加速度数据能够通过串行总线SPI读出。
3 硬件设计
在此运用ARM7微控制器LPC2210和三轴加速度计SCA3000测量数据。运用ZLG7290控制LED显示倾斜角度，保留一组SPI接口用于扩展功能。
如图5所示，LPC2294通过SPI总线连接SCA3000，通过I2C总线连接ZLG7290，开关S1，S2，S3，S4用做校准功能使用，具体运用后面介绍。
SPI是一个全双工的同步串行接口，一个SPI总线可以连接多个主机和多个从机，但是在同一时刻只允许一个主机操作总线，总线上只能有一个主机和一个从机通信。SPI总线一般由3～5根线组成，如图5所示为经典的4线SPI连接电路，一个主机连接两个从机，主出从进(Master Out Slave In，MOSI)，主入从出(Master In Slave Out，MISO)，串行时钟(Serial ClocK，SCK)，片选(Chip Select，CSB)低有效，工作时SSO，SSl只能有一个为低。主机一般为微控制器产生串行时钟，从机接收时钟。SCA3000一般作为从机组成一个系统。
