一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，包括用以测量管道与水平面夹角的倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，所述AVR微处理器接按键模块，以记录倾角传感器的当前测量值，所述AVR微处理器接晶振模块，以产生测量时钟信号，所述倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示倾角传感器的当前测量值以及AVR微处理器最终计算的转角桩角度值，本实用新型专利技术用于测量石油管道转角桩的转点角度，为技术人员提供实际环境中的转点角度，以便后期数据的处理。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于数据测量领域，特别涉及一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪。
技术介绍
石油管道转角桩转点角度是石油管道中石油流量计量当中的一个很重要的数据。需求分析对石油管道管控的最终目标是降低成本、提高工作效率以及服务水平，这需要企业能够及时、准确、全面的掌握各条管道线路的信息，以便对整个过程中的管道数据进行记录与后期分析。由此，在这里急需一种能够测量转角桩转点角度的仪器，对这些预先规定的转点角度进行实际的修正，完善整个石油管道的管道数据信息，方便后期管道数据的理论分析与处理。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，用于测量石油管道转角桩的转点角度，为技术人员提供实际环境中的转点角度，以便后期数据的处理。为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是:一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，包括用以测量管道与水平面夹角的倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，所述AVR微处理器接按键模块，以记录倾角传感器的当前测量值，所述AVR微处理器接晶振模块，以产生测量时钟信号，所述倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示倾角传感器的当前测量值以及AVR微处理器最终计算的转角桩角度值。 与现有技术相比，本技术使用一款低成本、低功耗、功能完善的双轴加速度传感器ADXL202对石油管道的转角桩的转点角度进行测量，而且这款传感器既能够测量动态加速度，又能测量静态加速度，测量范围为土(2 10)g，输出数字信号可直接与微处理器连接，无需AD转换或附加其他电路。ADXL202加速度传感器与AVR单片机结合可以很好地将单片机的速度和ADXL202传感器的精度互补起来，在操作人员进行测量时可以很好地实现数据的及时采集，为采集石油管道信息的操作人员提供方便。附图说明附图是本技术原理框图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本技术的实施方式。如附图所示，本技术为一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，包括硬件系统与软件系统，硬件系统包括倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，AVR微处理器接有按键模块和晶振模块，倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示相应的测量值和计算值。软件系统主要涉及加速度的计算和倾角数值的转换。其中，倾角传感器采用周期可调的脉宽调制信号输出型，型号为ADXL202，其是一款双轴加速度传感器，可测量动态加速度和静态加速度。同时，ADXL202为单片集成电路，集成度高、结构简单，内部包含多晶硅表面微处理传感器和信号控制电路，以实现开环加速度测量结构。与其他加速度计相比，ADXL202可在很大程度上提高工作带宽，降低噪声影响，零重力偏差和温度漂移也相对较低。AVR微处理器型号为ATMEGA16，其是一款高性能、低功耗的8位微处理器，具有两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器，一个具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器。ATMEGA16的数据吞吐率高达lMIPS/MHz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。整个硬件系统是放在一个方盒中的，外部只露出按键模块以及数码显示模块，方便操作员进行操作。操作员在进行角度测量时，需进行两步。第一步，操作员将设备放在其中一个管道的弯管连接处，并且放置时将传感器与重力方向垂直，接着按下按键记录此时传感器与水平面的夹角，记为a。第二步，将设备移动到另一个弯管处的相同位置，同第一步按下按键记录此时的夹角P并计算转角桩的转点角度Y =180-( a+3)。本技术利用AVR单片机的定时器/计数器模块，结合输出为周期可调的脉宽调制信号的倾角传 感器，在数码管上显示出转角桩的转点角度数值，精确到小数点后一位。具体的原理是:整个硬件系统的设计采用了模块化设计思路，模块设计主要分为以下几个部分:1) AVR单片机最小系统:设计时使用的AVR单片机芯片型号为ATMEGA16，封装采用DIP40，外部的晶振频率为16MHZ。2)数码管显示模块:由于转点角度是小于90度的，本技术的数码管模块采用4个数码管，为共阴极数码管，与AVR单片机的普通IO口直接相连，并且精度精确到小数点后一位。3)按键控制模块:这一模块作用就是记录倾角，由于测量倾角时，转点角度是不能直接测量出的，必须进行两次间接测量才能计算出转点的角度值。间接测量时，第一次移动倾角传感器到合适的位置，然后按下按键会记录此时管道与水平面的夹角；第二次测量时，将传感器移动到另一个管道的合适位置，按下按键会记录此时该管道与水平面的夹角。两次夹角进行适当的数学运算，就可计算出转点角度值。4)倾角测量模块:该模块采用的传感器型号为ADXL202，输出信号为周期可调的脉宽调制信号，通过与AVR单片机连接，可以测量静态加速度值，适合本技术的需求。5)电源模块:AVR单片机的供电范围为4.5-5.5V，考虑到这是用在户外环境中手持式的设备，所以本技术电压源采用4.5V的纽扣电池，方便更换与携带。对整个软件设计，主要涉及倾角数值的读取与计算，数码管的显示程序。在倾角读取过程中，根据ADXL202的数据手册，输出脉宽占空比为50%时的加速度为0g，而占空比在每个g的变化为12.5%，所以对应轴向加速度的计算公式为a=(Tl/T2-50%)/12.5%，其中Tl为输出信号到的高电平宽度，T2为输出调制信号的周期。考虑到ADXL202的Og输出和灵敏度随器件的不同而变化，其Og占空比输出可能不为50%，所以本技术是一种低精度测量设备，但足以满足石油管道信息的需要。计算出加速度后，再由公式Angle=arCSin(a/lg)计算出对应的倾角。权利要求1.一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，其特征在于，包括用以测量管道与水平面夹角的倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，所述AVR微处理器接按键模块，以记录倾角传感器的当前测量值，所述AVR微处理器接晶振模块，以产生测量时钟信号，所述倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示倾角传感器的当前测量值以及AVR微处理器最 终计算的转角桩角度值。专利摘要一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，包括用以测量管道与水平面夹角的倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，所述AVR微处理器接按键模块，以记录倾角传感器的当前测量值，所述AVR微处理器接晶振模块，以产生测量时钟信号，所述倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示倾角传感器的当前测量值以及AVR微处理器最终计算的转角桩角度值，本技术用于测量石油管道转角桩的转点角度，为技术人员提供实际环境中的转点角度，以便后期数据的处理。文档编号G01C9/00GK203132539SQ20132010516公开日2013年8月14日 申请日期2013年3月7日 优先权日2013年3月7日专利技术者李颀, 张尚玉, 侯丽爱 申请人:陕西科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于AVR单片机的石油管道转角桩角度测量仪，其特征在于，包括用以测量管道与水平面夹角的倾角传感器，倾角传感器的输出接AVR微处理器，所述AVR微处理器接按键模块，以记录倾角传感器的当前测量值，所述AVR微处理器接晶振模块，以产生测量时钟信号，所述倾角传感器和AVR微处理器接数码显示模块，以显示倾角传感器的当前测量值以及AVR微处理器最终计算的转角桩角度值。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李颀，张尚玉，侯丽爱，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：实用新型
国别省市：
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