一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片、第一AD轉換芯片和第二AD轉換芯片；所述傳感器芯片上設有ST1端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUT1端口、OUT2端口和VDD端口；所述ST1端口、所述ST2端口和所述GND端口同時接地；所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地；所述傳感器芯片的OUT1端口連接所述第一AD轉換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的OUT2端口連接所述第二AD轉換芯片的同相輸入端；所述第一AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第一AD轉換芯片的輸出端，所述第二AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第二AD轉換芯片的輸出端。
【專利說明】
一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路
技術領域
[0001 ]本發明涉及基坑施工領域的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路。
【背景技術】
[0002]隨著高層建筑越來越多，隨之而來的是基坑深度越來越深，基坑深度已逐漸由6m、8m發展至10m、20m以上，。因此基坑工程在現代化城市建設中將扮演著越來越重要的角色。
[0003]基坑工程常處于密集的既有建筑物、道路橋梁、地下管線、地鐵隧道或人防工程的近旁，雖屬臨時性工程，但其技術復雜性卻遠甚于永久性的基礎結構或上部結構，在基坑工程實踐中，工程的實際工作狀態與設計工況往往存在一定的差異，基坑設計還不能全面而準確地反映工程的各種變化，所以在理論分析指導下有計劃地進行現場工程監測就顯得十分必要，因為稍有不慎，不僅將危及基坑本身安全，而且會殃及臨近的建構筑物、道路橋梁和各種地下設施。
[0004]大型深基坑工程必須采用信息化施工已被列入現行規范要求。大型深基坑工程的安全不僅取決于合理的設計、施工，而且取決于貫穿在工程設計，施工全過程的安全監測。安全監測工作將設計與施工聯系成為一個交互作用的系統，它將監測獲得的施工信息進行及時的分析，并將分析結果反饋給設計部門，進而對施工方案進行動態的調整和優化，這就是信息化施工的核心目的。由于基坑工程支護結構的破壞要經歷一個由量變到質變的過程，當險情出現時，通過信息化施工可做出預警并及時采取措施，當安全儲備過大的時候，又可以及時修改設計削減維護結構，節約施工成本。
[0005]測斜一直是業內人士最為關心的監測項目之一。測斜技術可以監測基坑邊坡坡體深部變形特征，排粧變形后的形狀;計算不同深度土體位移，監測是否有土體失穩的預兆及現象。因此，測斜在基坑工程的安全監測中舉足輕重。
[0006]然而，目前國內針對基坑監測的測斜系統大都存在著諸多不足之處。例如傳統測斜儀精度低，測斜精度高的大都造價昂貴，基本依賴進口，對人工依賴性大，無法實現自動化測斜。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其輸出數據精度高，信號收到的干擾少，抑制了AD轉換芯片輸出阻抗的影響，保證了基坑測斜系統的性能。
[0008]實現上述目的的一種技術方案是:一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片、第一 AD轉換芯片和第二 AD轉換芯片；
[0009]所述傳感器芯片上設有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUTl端口、0UT2端口 和VDD端口 ；
[0010]所述STI端口、所述ST2端口和所述GND端口同時接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地；
[0011]所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一AD轉換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉換芯片的輸出端，所述第二 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉換芯片的輸出端。
[0012]進一步的，所述傳感器芯片的OUTl端口和所述第一AD轉換芯片的同相輸入端之間設有電阻R9，所述傳感器芯片的0UT2端口和所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端之間設有電PlRllo
[0013]再進一步的，所述第一AD轉換芯片的同相輸入端以及所述第二AD轉換芯片的同相輸入端，與接地端之間設有跟隨器。
[0014]更進一步的，所述跟隨器包括:連接在所述第一AD轉換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻RlO和電容C7，以及連接在所述第二AD轉換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻Rl I和電容C8。
[0015]進一步的，所述第一AD轉換芯片的同相電源端接地，反相電源端連接3.3V電源。
[0016]進一步的，所述第一AD轉換芯片和第二AD轉換芯片為0PA23333放大器，所述傳感器芯片為雙軸傾角傳感器SCA100T-D01，其量程為±30°。
[0017]采用了本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路的技術方案，包括傳感器芯片、第一AD轉換芯片和第二AD轉換芯片；所述傳感器芯片上設有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端口、OUTl端口、0UT2端口和VDD端口；所述STl端口、所述ST2端口和所述GND端口同時接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地;所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一 AD轉換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉換芯片的輸出端，所述第二 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉換芯片的輸出端。其技術效果是:其輸出數據精度高，信號收到的干擾少，抑制了 AD轉換芯片輸出阻抗的影響，保證了基坑測斜系統的性能。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]請參閱圖1，本發明的發明人為了能更好地對本發明的技術方案進行理解，下面通過具體地實施例，并結合附圖進行詳細地說明:
[0020]本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片I，傳感器芯片I上設有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MIS0端口、M0SI端口、CSB端口、0UT1 端口、0UT2端口和VDD端口。其中STl端口、ST2端口和GND端口同時接地。VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地。電容C6的電容值為0.22yFo
[0021]本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，根據實際需要選擇了量程為土30°的芬蘭VTI的雙軸傾角傳感器SCA100T-D01作為傳感器芯片1，該傳感器芯片I的量程為±30。ο
[0022]傳感器芯片I的OUTl端口通過電阻R9連接第一 AD轉換芯片2的同相輸入端，傳感器芯片I的0UT2端口通過電阻Rl I連接第二 AD轉換芯片3的同相輸入端，電阻R9和電阻Rl I的阻值均為1kQ。
[0023]第一 AD轉換芯片2的同相輸入端通過電阻RlO和電容C7接地，電阻RlO的阻值為1kΩ，電容C7的阻值為0.0lyF。
[0024]第二 AD轉換芯片3的同相輸入端通過電阻Rll和電容C8接地，電阻Rll的阻值為1kΩ，電容C8的阻值為0.0lyF。
[0025]同時，第一AD轉換芯片2的反相輸入端連接第一AD轉換芯片2的輸出端，第二AD轉換芯片3的反相輸入端連接第二AD轉換芯片的3的輸出端。同時第一 AD轉換芯片2的同相電源端接地，反相電源端連接+3.3V電源。
[0026]第一AD轉換芯片2的輸出端和第二 AD轉換芯片的3的輸出端，分別輸出基坑測斜的X向位移信號和Y向位移信號。
[0027]本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路中沒有采用傳感器芯片I的SPI端口輸出其內部的11位的AD轉換結果，而是采用12位的第一AD轉換芯片2和第二AD轉換芯片3來轉換傳感器芯片I的角度的模擬輸出電壓。為了提高測量精度，本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路中還為第一 AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3提供外部基準源以進一步提高測量精度。
[0028]本發明的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路中第一AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3均采用具有AD轉換功能的0PA23333放大器。0PA23333放大器的供電電壓為3.3V，其能接受的最高參考源電壓為3.3V，考慮一定的電壓裕量，系統選用了 3V基準源。雙軸傾角傳感器SCA100T-D01的模擬輸出電壓范圍為0-5V，超過了第一 AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3進行AD轉換的處理能力，故采用電阻R9和電阻Rll進行分壓的方式將傳感器芯片I的輸出電壓進行分壓，轉換至第一 AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3能進行AD轉換處理的電壓范圍，直接電阻分壓之后的電壓，并不能直接用于第一 AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3下級處理，因為此時信號的輸出阻抗很高，容易受到第一 AD轉換芯片2和第二 AD轉換芯片3輸入阻抗的干擾，而發生電壓改變，在分壓之后加入跟隨器，降低輸出阻抗，然后就可以送入第一AD轉換芯片2和第二AD轉換芯片3進行AD轉換。本實施例中，所述跟隨器是由電阻R10、電容C7、電阻Rl I和電容C8組成的。
[0029]同時為了保證傳感器芯片I的轉換精度，為其提供高質量的電源供電，采用了具有一定驅動電流能力的+5V基準源為其供電，并在靠近其電源端加入了去耦合電容，進一步降低電源噪聲。
[0030]本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本發明，而并非用作為對本發明的限定，只要在本發明的實質精神范圍內，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發明的權利要求書范圍內。
【主權項】
1.一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，包括傳感器芯片，其特征在于: 其還包括第一 AD轉換芯片和第二 AD轉換芯片； 所述傳感器芯片上設有STl端口、ST2端口、GND端口、SCK端口、MISO端口、MOSI端口、CSB端 口、OUTl端口、0UT2端 口 和VDD端 口 ； 所述STl端口、所述ST2端口和所述GND端口同時接地;所述VDD端口連接+5V電源端，并通過電容C6接地； 所述傳感器芯片的OUTl端口連接所述第一 AD轉換芯片的同相輸入端，所述傳感器芯片的0UT2端口連接所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端;所述第一 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第一 AD轉換芯片的輸出端，所述第二 AD轉換芯片的反相輸入端連接所述第二 AD轉換芯片的輸出端。2.根據權利要求1所述的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其特征在于:所述傳感器芯片的OUTl端口和所述第一 AD轉換芯片的同相輸入端之間設有電阻R9，所述傳感器芯片的0UT2端口和所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端之間設有電阻Rl I。3.根據權利要求2所述的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉換芯片的同相輸入端，以及所述第二AD轉換芯片的同相輸入端，與接地端之間設有跟隨器。4.根據權利要求3所述的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其特征在于:所述跟隨器包括:連接在所述第一AD轉換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻RlO和電容C7，以及連接在所述第二 AD轉換芯片的同相輸入端和接地端之間的電阻Rl I和電容C8。5.根據權利要求1所述的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉換芯片的同相電源端接地，反相電源端連接3.3V電源。6.根據權利要求1所述的一種基坑測斜系統用傾角傳感器電路，其特征在于:所述第一AD轉換芯片和第二AD轉換芯片為0PA23333放大器，所述傳感器芯片為雙軸傾角傳感器SCAl00T-D01，其量程為 ±30°。
【文檔編號】E02D33/00GK105890574SQ201610255363
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】李榮正, 姜彪, 李慧妍
【申請人】上海工程技術大學