傾角傳感器原理,傾角傳感器經常用于系統的水平測量,從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式“氣體擺”三種傾角傳感器,下面就它們的工作原理進行介紹。“固體擺”式慣性器件:固體擺在設計中普遍采用力平衡式伺服系統,如圖1所示,其由擺錘、擺線、支架組成擺錘受重力G與擺拉力T的作用,其合外力F為:(1)傾角傳感器原理F=Gsinθ=mgsinθ(1),其中,θ為擺線與垂直方向的夾角。在小角度范圍內測量時,可以認為F與θ成線性關系。如應變式傾角傳感器就基于此原理。重力感應傾角傳感器利用重力對傳感器內部的加速度計進行測量,從而確定傾斜角度。天津重復性傾角傳感器
氣體擺式檢測器件的主要敏感元件為熱線。電流流過熱線,熱線產生熱量,使熱線保持一定的溫度。熱線的溫度高于它周圍氣體的溫度,動能增加,所以氣體向上流動。在平衡狀態時,如圖4(a)所示,熱線處于同一水平面上,上升氣流穿過它們的速度相同,即V1=V1′,這時,氣流對熱線的影響相同,由式(7)可知,流過熱線的電流也相同,電橋平衡。當密閉腔體傾斜時,熱線相對水平面的高度發生了變化,如圖4(b)所示,因為密閉腔體中氣體的流動是連續的,所以熱氣流在向上運動的過程中,依次經過下部和上部的熱線。若忽略氣體上升過程中克服重力的能量損失,則穿過上部熱線的氣流已經與下部熱線的產生熱交換,使穿過兩根熱線時的氣流速度不同,這時V2¢>V2,因此流過兩根熱線的電流也會發生相應的變化,所以電橋失去平衡,輸出一個電信號。傾斜角度不同,輸出的電信號也不同。云南總線傾角儀傾角傳感器可以實現多種防護等級,如IP65、IP67、IP68等。
應用,傾角傳感器應用于監測大型鋪管船吊鉤擺動,無線傾角傳感器及其數據采集系統,將傾角傳感器通過無線連接的形式加以利用。吊鉤傾角數據經可控硅角度傳感器采集,預處理,轉化為串口通信,進入到以CC1020為主要的無線模塊后,以模塊的形式傳送給CC1020基站,然后進入到工控機采集系統。利用計算機上的診斷算法,從而判斷運行狀況。液體擺傾角傳感器介于兩者之間,但系統穩定,在高精度系統中,應用較為普遍,且國內外產品多為此類。
分析對比 固、液、氣體擺性能差異,基于固體擺、液體擺及氣體擺原理研制的傾角傳感器而言,它們各有所長。在重力場中,固體擺的敏感質量是擺錘質量,液體擺的敏感質量是電解液,而氣體擺的敏感質量是氣體。氣體是密封腔體內的獨一運動體,它的質量較小,在大沖擊或高過載時產生的慣性力也很小,所以具有較強的抗振動或沖擊能力。但氣體運動控制較為復雜,影響其運動的因素較多,其精度無法達到武器系統的要求。固體擺傾角傳感器有明確的擺長和擺心,其機理基本上與加速度傳感器相同。在實用中產品類型較多如電磁擺式,其產品測量范圍、精度及抗過載能力較高,在武器系統中應用也較為普遍。傾角傳感器可以實現報警功能,當傾斜角度超過設定范圍時發出警報。
如果要求非常及時的輸出,比如在測量有較高頻率的振動的場合,可以使用高頻輸出,不過,輸出會因為響應時間非常短而不穩定。同時,可以使用內部濾波功能,以實現在振動場合測量傾角的目標。通過雙軸的配合,其原理是用歐拉角的形式表示一個坐標系的轉動,可以實現360度傾角的測量。產品已經非常穩定。在一些需要進行全量程傾角測量的場合,選擇360度產品是比較理想的。電容式傾角傳感器具有精度高、非接觸式測量、體積小、可靠性高等優點,但也存在受溫度影響、價格較高、對電源要求高等缺點。傾角傳感器的作用是提供準確的傾斜角度信息,用于控制和監測各種設備和系統。廣西無線傾角傳感器
傾角傳感器采用分布式傳感技術,可實現多點位同時傾斜監測。天津重復性傾角傳感器
理論基礎是牛頓第二定律:根據基本的物理原理,在一個系統內部,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,進而可以計算出直線位移,所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。當傾角傳感器靜止時也就是側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測量或者準靜態測量,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,故而計算出來的角度就不準確了,因此,常用的做法是增加mems陀螺芯片,并采用優先的卡爾曼濾波算法。加速度3個軸,陀螺儀3個軸,所以這類產品也叫6軸或VG(vertical gyro)。天津重復性傾角傳感器