在地質石油勘探、設備安裝、道路橋梁建設等工程應用以及機器人控制、坦克和艦船火炮平臺控制、飛機姿態控制等系統的自動水平調節中，都需要高精度的傾角測量。但高精度的傾角，測量設備通常體積較大，成本高，使許多工程應用受到限制。本文從傾角的高精度測量出發，著重介紹了傾角傳感器輸出穩定性處理、溫度補償、非線性處理(正弦曲線擬合)、信號調理及其測量電路的特殊處理等。1 傾角測量系統的硬件設計 傾角測量系統硬件部分主要由MEMS傳感器(含雙軸傾角傳感器和溫度傳感器)、SOC電路、數據處理及傳輸和其他輔助電路等模塊組成。

MEMS傾角傳感器接口 MEMS傾角傳感器測量范圍為±30°。采用微機電系統(MEMS)技術制造的一款高分辨率雙軸傾角傳感器。數字輸出分辨率為0.035°，模擬輸出分辨率為0.002 5°。模擬輸出的分辨率大大高于數字輸出的分辨率，故本設計采用其模擬輸出。模擬輸出將涉及較為復雜的模擬信號處理，如果模擬信號處理不當，系統的分辨率和精度將大打折扣，有時甚至還不如數字輸出。采用合理的模擬信號處理電路是保證系統精度的方法之一。

內置溫度傳感器可以通過其自帶的SPI數字接口讀取溫度值，并在處理器中進行相應的溫度補償。這是保證系統精度的又一方法。阻抗匹配及放大輸出阻抗為10 KΩ，為保證MEMS傾角傳感器輸出的信號有效地傳遞，即要求衰減最小，設計中采用了具有高輸入阻抗的場效應管型運放設計了阻抗匹配電路，采用同相輸入，以提高輸入阻抗。

信號放大電路斬波穩零運算放大器來完成，具有極低的失調電壓和偏置電流，具有較高的工作穩定性和優良的高精度放大功能。斬波穩零使用內部時鐘時，在CA、CB與CR端之間加上0.1 ΜF的低泄放、高穩定性的聚酯或聚丙烯電容。同時在雙電源接入端進行濾波和去耦處理。