高精度倾角传感器—建筑监测ZCT230M-LBS-BUS-3105

RS485输出,含总线通讯协议,

支持多个倾角组网

测角范围±30度,高分辨率,

具有响应频率可调整

 

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ZCT230M-LBS-BUS-3105是北京快三注册研发的双轴高精度数字型倾斜传感器。RS485输出,含总线通讯协议,支持多个倾角组网。测角范围±30度,高分辨率,具有响应频率可调整; 波特率从(2400-38400bps)可调等功能。全部采用工业器件性能稳定、可靠;抗冲击、抗震动;性价比高。

目前北京快三注册应用领域:第22届冬季奥林匹克运动会体育场安全监测建筑高支模危房监测

工程机械、工程车辆

安全控制、建筑倾斜监控

角度测量,水平调整,零位调整

一、敏感原件工作原理介绍:

该传感器中的敏感元件是采用微机电(MEMS)电容测量技术制造的一款双轴加速度计,和其他加速度计一样,敏感单元是差动电容器,其输出与加速度成比例。加速度计的性能依赖于传感器的结构设计。差动电容是由悬臂梁构成,而悬臂梁是由很多相间分布的指状电容电极副构成,一副指状电容电极可简化为下图所示的结构:

qing

该敏感元件内部为三维腔体结构,重力摆为固体结构,当其受加速度或者重力影响的时候会摆向某侧,这样到前后侧的距离会发生变化,从而导致电容变化,通过转换电路将其变为电信号,系统框图如下:

该敏感元件的输出为0.5~4.5V的模拟电压信号,经过滤波电路后送入16位AD转换器,AD转换器通过SPI口于单片机(MCU)相连,北京快三注册对该敏感元件进行了零点校正、灵敏度校正、反正弦处理、角度的准确度校正等工作,使传感器直接输出角度信息,大大简化了客户的设计使用的难度。

二、对于重力加速度变化的考虑:

重力加速度g的方向总是的。在同一地区的同一高度,任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随增大而减小。当物体距地面高度远远小于时,g变化不大。而离地面高度较大时,重力加速度g数值显著减小,此时不能认为g为常数。

距离地面同一高度的重力,也会随着纬度的升高而变大。由于重力是的一个分力,万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的。物体所处的地理位置纬度越高,圆周运动轨道半径越小,需要的向心力也越小,重力将随之增大,重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0,需要的向心力也为0,重力等于万有引力,此时的重力加速度也达到最大。

地球上几个不同纬度处的g值见下表;从中可以看出g值随纬度的变化情况:

纬度 重力加速度 纬度 重力加速度
0 9.78030 30 9.79321
10 9.78186 40 9.80166
20 9.78634 50 9.81066
60 9.81914 80 9.83058
70 9.82606 90 9.83218

我公司的北京快三注册均是按的重力加速度(g=9.794米/秒^2)来标定传感器的,当北京快三注册被应用于其他纬度且对精度要求较高时,应考虑消除重力加速度变化带来的影响。计算公式如下:

校正后的角度=arcsin{[sin(传感器测量的角度)]*的重力加速度/使用地的重力加速度值}

例如:该传感器被应用于莫斯科,其重力加速度g=9.816米/秒^2,当传感器输出的角度为30度时,实际的角度=arcsin[(sin30)*9.794/9.816)=29.925度。

三、RS485串行通讯命令说明

默认通信波特率:9600bps,

单字节数据格式:数据位8位,停止位1位,无奇偶校验位。

帧格式:

说明

起始字节(1

地址字节(2

包长度(3

数据(4.5.6.7….

累加校验(N)

HEX

0xA1

0×00-0x7F

最少4个

checkSum

协议说明:???

  1. 第一个字节0xA1为起始编码,不论是从机到主机还是主机到从机每一组数据,都以此为开头;
  2. 第二个字节为目标地址(接收方地址),0xAF为保留地址,总线上最多只能有一个为此地址。0×00为主机广播地址,所有的从器件都会响应此地址,配合此地址的命令最常用是设置总线器件的通讯波特率;
  3. 第三个字节,包长度说明字节,从此字节开始但不含此字节,后面的字节数据长度,到累加和字节结束,不包含累加和校验字节。最大为255个字节长度;
  4. 数据区①—-发送方地址码;0xAF表示主机发送。非0xAF表示的是发送此数据的器件地址(用于两从机间通讯,最大到0x7F=128个从器件),用发送器件的地址填充此字节;传感器的出厂默认地址为0×00,需要先配置地址后再使用
  5. 数据区②—-帧类型0×00表示命令帧,0×01表示的是数据帧;
  6. 数据区③—-命令字高字节;
  7. 数据区④—-命令字低字节;

N.? 累加和校验字节,包长度后一地址字节到累加和前一个字节加和(即数据区的内容求和),取和低8位为累加和校验字节。

四、用户命令字如下:

ü? 0×0001设置器件地址为第8个字节数据,总长度为9个字节。

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7.8

校验(9

?HEX

0xA1

0×00

0×05

0xAF

0×00

0×00

0×01

**

0xB0+**

说明:第二个字节为0×00说明是广播设置,无论传感器的旧地址是多少,它的地址都将被重新设置,并且该命令针对所有已连接的传感器有效,所以发送该命令时必须确保只有一个传感器连接到系统中。

第四个字节为0xAF说明是主机发出的命令;

第五个字节为0×00说明是命令帧;

第六、七两个字节0×00 0×01为命令字;

第八个字节为传感器的新地址。

传感器返回帧格式如下:

说明

起始字节

地址

包长度

数据区

校验(9

?HEX

0xA1

0xAF

0×04

**

0×01

0×00

0×01

0×02+**

说明:数据区第一个字节**为传感器地址,数据区第二个字节为0×01说明是数据帧。

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

ü? 0×0002查询器件地址,总长度为8个字节。

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7

校验(8

?HEX

0xA1

0×00

0×04

0xAF

0×00

0×00

0×02

0xB1

??? 说明:第二个字节为0×00说明是广播查询,第四个字节为0xAF说明是主机发出的命令,第五个字节为0×00说明是命令帧,第六、七两个字节0×00 0×02为命令字。

传感器返回帧格式:

说明

起始字节

地址

包长度

数据区

校验(8

?HEX

0xA1

0xAF

0×04

**

0×01

0×00

0×02

0×03+**

? 说明:数据区第一个字节**为传感器地址,数据区第二个字节为0×01说明是数据帧。

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ü? 0×0003设置通讯波特率,总长度为9字节,

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7.8

校验(9

?HEX

0xA1

0×00

0×05

0xAF

0×00

0×00

0×03

0×06

0xB8

?? 说明:第二个字节为0×00说明是广播设置,对所有已连接的传感器有效;第八节表示通讯波特率;命令字与波特率的对应关系为:0×04=2400bps, 0×05=4800bps, 0×06=9600bps, 0×07=14400bps, 0×08=19200bps, 0×09=38400bps。

传感器返回帧格式如下:

说明

起始字节

地址

包长度

数据区

校验(8

?HEX

0xA1

0xAF

0×04

**

0×01

0×00

0×03

0×04+**

说明:数据区第一个字节**为传感器地址,数据区第二个字节为0×01说明是数据帧。

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ü? 0×0004 读取X轴角度值,包长度为8个字节。

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7

校验(8

?HEX

0xA1

**

0×04

0xAF

0×00

0×00

0×04

0xB3

说明:**为传感器地址,数据区第一个字节为0xAF说明发送命令的是0xAF主机;数据区第二个字节为0×00说明这是命令帧。

传感器返回帧格式如下:(帧长度13个字节)

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7.8.9.10.11.12

校验(13

?HEX

0xA1

0xAF

0×09

**

0×01

0×00

0×04

5个字节

checksum

说明:数据区第一个字节**为传感器地址,数据区第二个字节为0×01说明是数据帧。

角度用一个四字节的长整型表示,四个字节表示的范围为-2147483648~2147483647收到的数据精度在第8个字节表示,0×01表示收到的数据除10,0×02表示收到的数据除100,0×03收到的数据除1000,等于几表示小数后有几位;依此类推。

角度数据的发送格式为:

第8字节

第9字节

第10字节

第11字节

第12字节

累加校验

0×03

0xFF

0xFF

0xD6

0xDC

checksum

角度/1000

收到的数为一个带符号长整型数,主机编程需注意

校验低字节

例如:从器件地址为0×02;角度值为-10.532度;此数据是主机要的,发送到0xAF地址的主机。那么数据包如下:

0xA1+0xAF+0×09+0×02+0×01+0×00+0×04+0×03+0xFF+0xFF+0xD6+0xDC+0xBA

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

ü? 0×0005 读取Y轴角度值,包长度为8个字节。

说明

起始字节

主机地址

包长度

数据(4.5.6.7….

校验(8

?HEX

0xA1

**

0×04

0xAF

0×00

0×00

0×05

0xB4

命令帧及返回的数据帧格式,请参照0×0004命令

※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※

ü? 0x000a 设置滤波常数,包长度为9个字节。

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7.8

校验(9

?HEX

0xA1

0X00

0×05

0xAF

0×00

0×00

0x0A

系数

0xB9+

说明:第8字节为滤波系数。最小为6,最大为30。数值越大,角度值越稳定,响应速度越慢,北京快三注册默认滤波参数是12。

传感器返回帧格式如下:

说明

起始字节

地址

包长度

数据区

校验(8

?HEX

0xA1

0xAF

0×04

**

0×01

0×00

0x0A

0x0B+**

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ü? 0x000b 读取器件温度,包长度为8个字节。

说明

起始字节

主机地址

包长度

数据(4.5.6.7….

校验(8

?HEX

0xA1

0X00

0×04

0xAF

0×00

0×00

0x0B

0xBA

温度数据的发送格式为(以25摄氏度为例):

说明

起始字节

地址

包长度

数据(4.5.6.7.8

校验(9

?HEX

0xA1

0XAF

0×05

0×00

0×01

0×00

0x0B

0x4B

0×56

返回包长度为9个字节。由主或从机接收。用0×00表示零下50度,收到的数据减去50即为当前的摄氏温度。

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注意:

v? 主器件的地址默认为0xAF;从器件与从器件亦可相互通讯。只能由主器件修改从器件的地址,两个从器件间不能相互修改地址等其它信息。

v? 当从器件在地址匹配过程时,非本身地址数据包时,可以马上关闭串口中断。省去CPU占用时间。用于处理其它任务。在相当的延时后重新打开串口中断。延时的时间即为数据的发送时间也就是第三个数据表示的数据长度。如发送的包长为30个数据,波特率为9600bps,数据位8位,停止位1位。校验位无。大约占用总线周期为0.029秒,这主要用于一些实时系统,对中断要求较高的场合;或器件本身的中断较多的情况。

v? 当从器件发送完一帧数据后,马上转为接收状态。当总线上没有数据传输时,所有器件应让出总线。

v? 初始状态下,所有从器件的地址为0×00,当主机发送一个命令(除取角度与温度命令)到某一器件,从器件需相应的发回设置成功命令到主器件,主机发来什么命令,从机返回什么命令;如下:

0xA1+0xAF+0×04+0×00+0×00+0×00+0x** +Checksum();

v? 只有从机处理的是命令帧才有返回包到主机,其它帧类型暂定为无返回。返回包的类型为数据包。

v? 当主机在10次(可调)以上发送命令后没收到此数据即认为此器件出错。主机可以用此命令检验从器件的状态(是否工作良好)。如果无必要,主器件可不响应此命令。

v? 从器件的地址需单个设置,主器件不能设置地址固定为0xAF。

五、北京快三注册尺寸、安装方向和接线定义:(单位:mm)

????? 正常使用应将北京快三注册平行于水平面固定!

 


四、技术参数表:(除非特别注明,以下均为室温(25℃)环境下的典型值)

参数

条件

最小值

典型值

最大值

单位

电源电压(1

8

24

30

V

静态工作电流

电源电压为24V

15

20

mA

工作温度范围

-40

85

存储温度范围

-40

125

性? 能? 指? 标

测量范围(2

双轴

-30~30

°

分辨力(3

输出频率3Hz

0.001

0.003

°

重复性

输出频率3Hz

±0.03

±0.035

°

准确度(4

输出频率3Hz

±0.05

°

长期稳定性

±0.03

±0.08

零点温度漂移

-40~+85℃

±0.5

±0.86

°

交叉轴灵敏度

±4

%

外形尺寸

Φ84*35

mm

屏蔽连接电缆(PU)

0.5

m

防护等级

IP66

注释1:北京快三注册正常工作,要保证工作电压在允许范围内;推荐工作电压24V。

注释2:北京快三注册需要水平安装。

注释3:分辨力是指传感器在测量范围内能够检测出的被测量的最小变化量。

注释4:准确度是指传感器显示值与对应输入量的真值之差。

注释5:长期稳定性测试条件;连续通电,传感器固定不动,默认滤波参数20,温差范围不超过25±10℃,无明显震源。


20170905144641

四、订货信息: 北京快三注册型号:ZCT230M-LBS-BUS-3105

我公司北京快三注册默认按的重力加速度进行角度标定和检验,也可以根据客户要求按照北京快三注册使用地的加速度值进行角度标定和检验。

ZCT230M-LBS-BUS-3105-倾斜传感器说明书-中文美工版A4