傾角傳感器的原理和特點

引言：傾角傳感器又稱作傾斜儀、測斜儀、水平儀、傾角計，經常用于系統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化和電子測量技術發展的結果。作為一種檢測工具,它已成為橋梁架設、鐵路鋪設、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業自動化、智能平臺、機械加工等領域不可缺少的重要測量工具。

       基本原理

       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，所有這里產品也叫6軸或VG（vertical gyro）。

       應用特點

       高精度單軸傾斜角度傳感器以基于電容式3D-MEMS技術的單軸傾斜角度傳感器，在全溫區都能表現出它的可靠性，超凡的穩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汽車行業的可靠性、穩定性要求所設計、生產和測試的。系列傾斜角度傳感器具有顯著的負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品中的一員，與加速度傳感器完全兼容。

       傾角傳感器可以調節輸出頻率，內置零位調整，可以根據要求定制零位調整按鈕，從而實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現清零功能，傳感器在此之后讀出來的數據就是相對于該平面的相對傾角。

      應用領域

       1.應用于農用翻斗車

       由于翻斗車通常會在有一定坡度的環境中工作，所以大量的翻斗車生產廠家都在車上裝有一個雙軸的傾角傳感器，并設計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據。不僅如此，當翻斗車在相對水平的公路上行駛時，傾角傳感器也能測量到當前行駛時的傾斜角度，為車體結構的微量改變提供準確的參考數據。

       2.應用于塔式起重機

       在塔式起重機防傾翻監控儀中，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時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，測量精度高于0.05度。同時要過濾掉塔頂震動引起的噪聲、保證通信可靠、判斷準確。

       3.應用于板式傳送機

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

       4.應用于數控機床

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

       數控機床的幾何精度檢查包括：工作臺面的平面度、各坐標方向移動的相互垂直度、X坐標方向移動時工作臺面的平行度、Y坐標方向移動時工作服臺面的平行度等方面，通常在這些的檢查項目中使用水準儀，但隨著科技的發展，傳感器技術的提高，在數控機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，更好的為機床的幾何精度進行檢查。