一、倾角传感器概述
倾角传感器是工业实践中很常用的一种传感器,倾角传感器可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。简单的说是通过测量静态重力加速度变化,转换成倾角变化,测量输出传感器相对于水平面的倾斜和俯仰角度。从功能上主要分为单轴和双轴两种,单轴用于测量一个方向的倾角,双轴则可于来测量两个方向(俯仰和横滚)的倾角。
二、倾角传感器原理
倾角传感器的理论基础来自牛顿第二定律,根据基本的物理原理,在一个系统内部,速度是无法测量的,但却可以测量其加速度。如果初速度已知,就可以通过积分计算出线速度,进而可以计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用,那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。
三、倾角传感器的发展
随着MEMS 技术的发展,惯性传感器件在过去的几年中成为最成功,应用最广泛的微机电系统器件之一,而微加速度计(microaccelerometer)就是惯性传感器件的杰出代表。作为最成熟的惯性传感器应用,现在的MEMS 加速度计有非常高的集成度,即传感系统与接口线路集成在一个芯片上。
倾角传感器把MCU,MEMS加速度计,模数转换电路,通讯单元全都集成在一块非常小的电路板上面。可以直接输出角度等倾斜数据,让人们更方便的使用它。其特点是: 硅微机械传感器测量(MEMS)以水平面为参面的双轴倾角变化。输出角度以水准面为参考,基准面可被再次校准。数据方式输出,接口形式包括RS232、RS485和可定制等多种方式。抗外界电磁干扰能力强。
四、倾角传感器的应用范围
1、工程车辆调平,和高空平台安全保护
2、定向卫星通讯天线的俯仰角测量
3、船舶航行姿态测量
4、盾构顶管应用
5、大坝检测
6、地质设备倾斜监测
7、火炮炮管初射角度测量
8、雷达车辆平台检测
9、卫星通讯车姿态检测
五、倾角传感器的分类和性能
倾角传感器经常用于系统的水平测量,从用途上可分为单轴倾角传感器和双轴倾角传感器,从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器。
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