基本信息
- 项目名称：
- 角度传感器简单应用系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本设计由输入部分、电源部分、控制部分、模数转换部分、显示部分和微控制器六大部分组成。以单片机AT89C51作为控制核心，在protues仿真软件进行仿真和实际电路测试后，系统实现了能时时显示角度值；用键盘输入角度，通过控制部分（如舵机）按输入角度完成倾斜动作；使屏幕显示与倾斜联动和使平衡板部分始终保持水平，测量倾斜角度的功能。输入部分用按键构成，完成对角度值的输入操作。电源部分用来给特定模块供电。控制部分用芯片ULN2003A来驱动电机完成，从而带动角度传感器AME-B001。模数转换部分用芯片ADC0809把角度传感器输出的模拟信号转换为数字信号。显示部分采用液晶显示器YJ-162A实现角度值的显示。本系统性能指标达到设计的要求，运行稳定，功能齐全，人机界面友好。
- 详细介绍：
- 本设计具有时时显示角度值的功能。当键盘输入一个角度值（可通过增加，减小键调到想要的角度），按确定键后，微控制器AT89C51驱动显示部分，在显示器YJ-162A上行显示当前输入的角度值。此时AT89C51驱动芯片ULN2003A，从而带动电机，电机按照输入角度完成倾斜动作，同时电机转动的角度会带动角度传感器AME-B001，该角度传感器将0-360°的角度信号转换成为0-5V的电压模拟信号，然后进入ADC0809，ADC0809将此模拟信号转换位数字信号，之后送入AT89C51,经过计算，驱动YJ-162A液晶显示器，在显示器下行即可显示角度传感器测到的角度值，同时在显示器上用箭头方向(^)来显示与倾斜联动。使平衡板部分始终保持水平，测量倾斜角度，并在显示器下行显示角度值。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品设计、发明的目的：精密角度测量是几何量测量的一个重要项目，也是计量科学中发展较为完备的一个分支，用于测量被测物体相对于某基准方位的绝对转角或相对于自身在不同时刻的相对转角。 基本思路：设计制作一个角度传感器应用系统，该系统能倾斜显示角度值，控制倾斜角度，保持水平等功能，a．具有时时显示角度值的功能。b．用键盘输入角度，通过控制部分（如舵机）按输入角度完成倾斜动作。C使屏幕显示与倾斜联动，d．平衡板部分始终保持水平，测量倾斜角度值。 创新点及技术关键：1.本设计中控制部分将采用舵机代替步进电机进行控制角度传感器；2.平衡板部分始终保持水平，测量倾斜角度值。 主要技术指标：1.测量范围：-90°到90°；2.分辨度：≤0.001°；3.响应时间：＜300ms；4.频率响应：0.5HZ；5.电源电压:5V;6.工作温度范围：－30℃到75℃ ;7.贮存温度范围：-30℃到75℃；8.准确度：0.01°、0.02°、0.03°、0.05°、0.1°、0.2°、0.3°。
科学性、先进性
- 本系统具有时时显示角度值的功能。当从按钮键盘输入一个角度值后，经过AT89C51驱动液晶显示器，然后在显示器上显示输入设置的角度值（可通过增加，减小键调到想要的角度），按确定键后，送入AT89C51，AT89C51驱动芯片LUN2003A, LUN2003A再驱动步进舵机，步进舵机转动的转动会带动角度传感器AME-B001，该传感器将0-360°的角度信号转换成为0-5V的电压模拟信号，然后进入ADC0809，ADC0809将此模拟信号转换位数字信号，之后送入AT89C51,经过计算，驱动YJ-162A液晶显示器，再显示器上即可实现当前角度的显示。与现有技术相比，本设计系统具有突出的实质性技术特点和显著进步，主要有：具有分辨率高，温度稳定性好；精度高，即能在小角度测量时得到高精度，精度提高使产品尺寸和重量减小，小型化方面问题得以解决，动态范围大，对关键元件和对环境要求不高，可靠性大，易实现与其它仪器融合等等。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2008年11月在海南大学由海南省大学生电子设计大赛组委会举行的评审、鉴定、评比、展示等活动后荣获第二届“新卫杯”海南省大学生电子设计大赛本科组一等奖。
作品所处阶段
- 作品处于推广阶段。
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 以实物展示。
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明：通过实物所显示的按键功能描述进行实用操作。 该作品的技术特点和优势为分辨率高，温度稳定性好，精度高，易与其他仪器融合。 该作品的适用范围及推广前景：可广泛的用于工业自动化的测量和监控系统，尤其适用于机械变化频繁，环境恶劣，要求传感器使用寿命 长，可靠性高的场合。具体可应用于航空、电子、机械、纺织、船舶、冶金等行业。 市场分析和经济效益预测：经过大量的实验数据进行统计分析，结果表明本设计测量角度精度高且稳定性强，在适用的行业里会有良好的市场和经济效益。
同类课题研究水平概述
- 精密角度测量是几何量测量的一个重要项目，也是计量科学中发展较为完备的一个分支，在过去的20年中，国内外关于角度测量和控制课题的研究所获得的精度也提高了10倍多。角度测量技术分为静态测量和动态测量两种，某些静态测量技术仍然是动态测量的基础，一些动态测角技术可以实现静态测量。目前，很多重要的测控仪器，如陀螺转台、惯导平台、经纬仪、星体跟踪器、雷达、导弹发射架、空间望远镜、高精度数控机床、机器人等系统中一般都需要角度传感器，用于测量被测物体相对于某基准方位的绝对转角或相对于自身在不同时刻的相对转角。随着测控技术的发展，系统要求的测控精度越来越高。然而，角度测量仍然存在各种各样的问题，主要有：精度不够高或只能在小角度测量时得到高精度，精度提高使产品尺寸和重量过大，全周界绝对角度测量装置的测量精度不高，小型化方面存在技术困难，动态范围小，对关键元件要求苛刻，对环境要求高，可靠性低，不易实现与其它仪器融合等等。
