本技術(shù)涉及陀螺儀傳感器，具體為高精度水晶陀螺儀傳感器電路。

背景技術(shù)：

1、陀螺儀傳感器是一種用于測量角速度(旋轉(zhuǎn)速度)的裝置，它包含一個振動結(jié)構(gòu)，通常是某種微機(jī)械系統(tǒng)(mems)。當(dāng)裝置旋轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)作用會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)振動發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這種偏轉(zhuǎn)可以被感應(yīng)器(如電容傳感器或振蕩器)檢測到，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號。通過測量振蕩頻率或變化幅度，可以推斷出物體的角速度。

2、如專利文件申請?zhí)枮?02111389396.x，公開了一種高抗振動型全對稱mems陀螺儀傳感器結(jié)構(gòu)，該傳感器結(jié)構(gòu)內(nèi)、外框質(zhì)量體分別由驅(qū)動軸電極穩(wěn)定驅(qū)動，使其處于差分高頻振蕩，當(dāng)有角速度信號輸入時，內(nèi)、外框質(zhì)量體運動分別由敏感軸電極穩(wěn)定檢測并利用力反饋控制信號實現(xiàn)閉環(huán)控制。內(nèi)、外框頻率調(diào)節(jié)電極、正交補(bǔ)償電極分別消除因加工誤差等因數(shù)造成的質(zhì)量體不對稱，提高傳感器結(jié)構(gòu)工作效率。內(nèi)、外框均具備獨立陀螺儀效應(yīng)及功能，合成差分的輸出形式，有利提高輸入信號的檢測效率。

3、但是，上述陀螺儀傳感器在長期使用過程中，輸出信號會受到外部環(huán)境干擾出現(xiàn)一定波動，使得輸出的信號存在一定范圍的漂移導(dǎo)致輸出信號不穩(wěn)定，從而影響陀螺儀傳感器的測量精度，因此我們需要提出一種高精度水晶陀螺儀傳感器電路來解決上述存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于提供高精度水晶陀螺儀傳感器電路，通過單片機(jī)電路、角速度傳感電路、加速度傳感電路、通訊電路和供電電路的配合，能夠使陀螺儀傳感器電路在長期使用過程中，輸出信號穩(wěn)定性高，漂移小，以解決背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：高精度水晶陀螺儀傳感器電路，包括：單片機(jī)電路，所述單片機(jī)電路由單片機(jī)u5以及與單片機(jī)u5連接的時鐘電路和備用電源電路組成；

3、與單片機(jī)u5連接的角速度傳感電路，所述角速度傳感電路包括高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4以及與高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4連接的濾波電容，所述高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的1腳和4腳分別與單片機(jī)u5的16和18腳連接；

4、與單片機(jī)u5連接的加速度傳感電路，所述加速度傳感電路包括加速度傳感芯片u3，所述加速度傳感芯片u3上連接有第一濾波電路，所述加速度傳感芯片u3的1腳和10腳分別與高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的14腳和13腳連接；

5、與單片機(jī)u5連接的通訊電路，所述通訊電路通過連接器p1與單片機(jī)u5連接，所述通訊電路的另一端連接有靜電保護(hù)電路；

6、分別給單片機(jī)電路、角速度傳感電路和加速度傳感電路供電的供電電路，所述供電電路包括第二濾波電路，所述第二濾波電路的一端并聯(lián)有電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓傳輸電路，所述第二濾波電路的另一端連接有線性低壓差穩(wěn)壓器u2，所述線性低壓差穩(wěn)壓器u2的一端連接有去耦電容。

7、優(yōu)選的，所述時鐘電路包括晶振y1，所述晶振y1的其中兩端分別與單片機(jī)u5的5腳和6腳連接，所述晶振y1的另一端接地。

8、優(yōu)選的，所述備用電源電路包括電池bat和二極管d25，所述二極管d25的一端連接有電阻r3，所述電阻r3的一端與單片機(jī)u5的1腳連接，且所述電池bat的一端與電阻r3與單片機(jī)u5的連接端連接，所述單片機(jī)u5的1腳與44腳之間連接有電容c26，所述電容c26遠(yuǎn)離電阻r3的一端接地。

9、優(yōu)選的，所述濾波電容包括對地電容c10和電容c11，所述對地電容c10連接在高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的6腳上，所述電容c11連接在高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的8腳上，且所述對地電容c10的對地端與電容c11的一端連接。

10、優(yōu)選的，所述第一濾波電路包括對地電容c9和對地電容c12，所述對地電容c9連接在加速度傳感芯片u3的3腳，所述對地電容c12的非接地端分別與加速度傳感芯片u3的8腳和6腳連接。

11、優(yōu)選的，所述通訊電路包括支持rs232通信或rs485通信的通訊芯片u1，所述通訊芯片u1的2腳連接有電阻r2，所述通訊芯片u1的3腳連接有電阻r1，所述電阻r1的一端和電阻r2的一端分別與連接器p1的2腳和3腳連接；

12、所述靜電保護(hù)電路包括呈并聯(lián)設(shè)置的靜電二極管d2、靜電二極管d3和靜電二極管d4，所述靜電二極管d2的一端與連接器p1的1腳連接，所述靜電二極管d3的一端與通訊芯片u1的7腳連接，所述靜電二極管d4的一端與通訊芯片u1的6腳連接。

13、優(yōu)選的，所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括直流-直流轉(zhuǎn)換器power1，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的1腳連接有與連接器p1連接的電阻r4，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的2腳接地，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的3腳連接第二濾波電路。

14、優(yōu)選的，所述電壓傳輸電路包括限流500ma的保險絲f1和肖基特二極管d7，所述保險絲f1與肖基特二極管d7串聯(lián)，所述保險絲f1遠(yuǎn)離肖基特二極管d7的一端與電阻r4和直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的連接端連接，所述肖基特二極管d7遠(yuǎn)離保險絲f1的一端與第二濾波電路和直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的連接端連接。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是：

16、1、本實用新型通過單片機(jī)電路、角速度傳感電路、加速度傳感電路、通訊電路和供電電路的配合，能夠使陀螺儀傳感器電路在長期使用過程中，輸出信號穩(wěn)定性高，漂移小，一定程度上提高陀螺儀傳感器的測量精度。

17、2、本實用新型通過高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片與濾波電容的配合，可以有效降低高頻噪聲干擾，平滑輸出信號，并抑制振蕩器共振頻率，提高了測量的穩(wěn)定性、精度和可靠性，通過加速度傳感芯片與第一濾波電路的配合，能夠濾除高頻噪聲，降低共振對測量結(jié)果的影響，使得輸出信號更加平滑和穩(wěn)定，提高測量精度。

18、3、本實用新型通過電壓轉(zhuǎn)換電路和電壓傳輸電路與第二濾波電路、線性低壓差穩(wěn)壓器u2以及去耦電容的配合，使供電電路具備兩種供電模式，一種由電壓轉(zhuǎn)換電路、第二濾波電路、線性低壓差穩(wěn)壓器u2和去耦電容組成的可以將7-36v的輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成5v的交流電壓給單片機(jī)電路、角速度傳感電路和加速度傳感電路供電，另一種是由電壓傳輸電路、第二濾波電路、線性低壓差穩(wěn)壓器u2和去耦電容組成的將輸入5v的直流電壓轉(zhuǎn)換為5v交流電壓給單片機(jī)電路、角速度傳感電路和加速度傳感電路供電，使該陀螺儀傳感器電路適合比較寬的一個電壓輸入范圍，提高了陀螺儀傳感器電路使用的通用性。

技術(shù)特征：

1.高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：包括：單片機(jī)電路，所述單片機(jī)電路由單片機(jī)u5以及與單片機(jī)u5連接的時鐘電路和備用電源電路組成；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述時鐘電路包括晶振y1，所述晶振y1的其中兩端分別與單片機(jī)u5的5腳和6腳連接，所述晶振y1的另一端接地。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述備用電源電路包括電池bat和二極管d25，所述二極管d25的一端連接有電阻r3，所述電阻r3的一端與單片機(jī)u5的1腳連接，且所述電池bat的一端與電阻r3與單片機(jī)u5的連接端連接，所述單片機(jī)u5的1腳與44腳之間連接有電容c26，所述電容c26遠(yuǎn)離電阻r3的一端接地。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述濾波電容包括對地電容c10和電容c11，所述對地電容c10連接在高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的6腳上，所述電容c11連接在高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片u4的8腳上，且所述對地電容c10的對地端與電容c11的一端連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述第一濾波電路包括對地電容c9和對地電容c12，所述對地電容c9連接在加速度傳感芯片u3的3腳，所述對地電容c12的非接地端分別與加速度傳感芯片u3的8腳和6腳連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述通訊電路包括支持rs232通信或rs485通信的通訊芯片u1，所述通訊芯片u1的2腳連接有電阻r2，所述通訊芯片u1的3腳連接有電阻r1，所述電阻r1的一端和電阻r2的一端分別與連接器p1的2腳和3腳連接；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括直流-直流轉(zhuǎn)換器power1，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的1腳連接有與連接器p1連接的電阻r4，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的2腳接地，所述直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的3腳連接第二濾波電路。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高精度水晶陀螺儀傳感器電路，其特征在于：所述電壓傳輸電路包括限流500ma的保險絲f1和肖基特二極管d7，所述保險絲f1與肖基特二極管d7串聯(lián)，所述保險絲f1遠(yuǎn)離肖基特二極管d7的一端與電阻r4和直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的連接端連接，所述肖基特二極管d7遠(yuǎn)離保險絲f1的一端與第二濾波電路和直流-直流轉(zhuǎn)換器power1的連接端連接。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)屬于陀螺儀傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了高精度水晶陀螺儀傳感器電路，包括單片機(jī)電路，所述單片機(jī)電路由單片機(jī)U5以及與單片機(jī)U5連接的時鐘電路和備用電源電路組成，本技術(shù)通過單片機(jī)電路、角速度傳感電路、加速度傳感電路、通訊電路和供電電路的配合，能夠使陀螺儀傳感器電路在長期使用過程中，輸出信號穩(wěn)定性高，漂移小，通過高精度水晶陀螺儀角速度傳感芯片與濾波電容的配合，可以有效降低高頻噪聲干擾，平滑輸出信號，并抑制振蕩器共振頻率，通過加速度傳感芯片與第一濾波電路的配合，能夠濾除高頻噪聲，降低共振對測量結(jié)果的影響，使得輸出信號更加平滑和穩(wěn)定，提高測量精度。

技術(shù)研發(fā)人員：劉偉明,趙文,朱必紅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳維特智能科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240511
技術(shù)公布日：2024/12/19