傾角傳感器的原理和特點(diǎn)

引言：傾角傳感器又稱作傾斜儀、測斜儀、水平儀、傾角計(jì)，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測工具,它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測量工具。

       基本原理

       理論基礎(chǔ)是牛頓第二定律：根據(jù)基本的物理原理，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測量的，但卻可以測量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分算出線速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線位移，所以它其實(shí)是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器。當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。一般意義上的傾角傳感器是靜態(tài)測量或者準(zhǔn)靜態(tài)測量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測出來的加速度就包含外界加速度，故而計(jì)算出來的角度就不準(zhǔn)確了，因此，常用的做法是增加mems陀螺芯片，并采用優(yōu)先的卡爾曼濾波算法。加速度3個(gè)軸，陀螺儀3個(gè)軸，所有這里產(chǎn)品也叫6軸或VG（vertical gyro）。

       應(yīng)用特點(diǎn)

       高精度單軸傾斜角度傳感器以基于電容式3D-MEMS技術(shù)的單軸傾斜角度傳感器，在全溫區(qū)都能表現(xiàn)出它的可靠性，超凡的穩(wěn)定性及史無前例的高精度。傾斜角度傳感器系列傾斜角度傳感器根據(jù)汽車行業(yè)的可靠性、穩(wěn)定性要求所設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測試的。系列傾斜角度傳感器具有顯著的負(fù)載能力和非常好的沖擊耐久性，而不需要附加的其他器件。傾角傳感器是模擬加速度傳感器產(chǎn)品中的一員，與加速度傳感器完全兼容。

       傾角傳感器可以調(diào)節(jié)輸出頻率，內(nèi)置零位調(diào)整，可以根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)一定的角度置零的功能。這對于要測量相對傾角的場合非常有用，使用完畢后可以重新回歸零位。傾角傳感器在這種場合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測量前使用零位按鈕實(shí)現(xiàn)清零功能，傳感器在此之后讀出來的數(shù)據(jù)就是相對于該平面的相對傾角。

      應(yīng)用領(lǐng)域

       1.應(yīng)用于農(nóng)用翻斗車

       由于翻斗車通常會(huì)在有一定坡度的環(huán)境中工作，所以大量的翻斗車生產(chǎn)廠家都在車上裝有一個(gè)雙軸的傾角傳感器，并設(shè)計(jì)有專門的顯示儀表顯示傳感器測量出來的角度，為駕駛員安全駕駛提供可靠的參考數(shù)據(jù)。不僅如此，當(dāng)翻斗車在相對水平的公路上行駛時(shí)，傾角傳感器也能測量到當(dāng)前行駛時(shí)的傾斜角度，為車體結(jié)構(gòu)的微量改變提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。

       2.應(yīng)用于塔式起重機(jī)

       在塔式起重機(jī)防傾翻監(jiān)控儀中，其中主要的一部分是傾角傳感器。傾角傳感器的作用在于實(shí)時(shí)測量塔身傾斜的角度。由于塔身頂端的傾角變化很小，傾角傳感器采樣頻率要在0.5-10Hz范圍內(nèi)，測量精度高于0.05度。同時(shí)要過濾掉塔頂震動(dòng)引起的噪聲、保證通信可靠、判斷準(zhǔn)確。

       3.應(yīng)用于板式傳送機(jī)

       在板式傳送機(jī)安裝過程中，可以將傾角傳感器安裝于傳送機(jī)的頂部，可以直接測量出傳送機(jī)的當(dāng)前傾斜角度大大簡化了安裝過程，在使用過程中，可以利用軟件還設(shè)置報(bào)警角度，省時(shí)省心。由此可以看出，借助傾角傳感器代替以前憑經(jīng)驗(yàn)安裝，大大提高了板式傳送機(jī)的安裝速度和工作效率。

       4.應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床

       在數(shù)控機(jī)床零件加工的過程中，怎么保證加工的幾何精度呢。這就取決于數(shù)控機(jī)床的幾何精度的，數(shù)控機(jī)床的幾何精度綜合反映機(jī)床的關(guān)鍵零部件組裝后的幾何形狀誤差,而傾角傳感器是控制數(shù)控機(jī)床幾何精度的**選擇。

       數(shù)控機(jī)床的幾何精度檢查包括：工作臺(tái)面的平面度、各坐標(biāo)方向移動(dòng)的相互垂直度、X坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度、Y坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作服臺(tái)面的平行度等方面，通常在這些的檢查項(xiàng)目中使用水準(zhǔn)儀，但隨著科技的發(fā)展，傳感器技術(shù)的提高，在數(shù)控機(jī)床的幾何精度檢查中逐漸開始使用傾角傳感器來對平面度和垂直度的檢查，傾角傳感器不僅能夠得知平面是否水平或垂直，還能定量的知道水平或垂直到什么程度，更好的為機(jī)床的幾何精度進(jìn)行檢查。