傾角傳感器的原理和特點(diǎn)

引言：傾角傳感器又稱(chēng)作傾斜儀、測(cè)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(cè)量，水平儀從過(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測(cè)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(cè)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(wú)法測(cè)量的，但卻可以測(cè)量其加速度。如果初速度已知，就可以通過(guò)積分算出線(xiàn)速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線(xiàn)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(méi)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(cè)量或者準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測(cè)出來(lái)的加速度就包含外界加速度，故而計(jì)算出來(lái)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(wú)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(chē)行業(yè)的可靠性、穩(wěn)定性要求所設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)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(duì)于要測(cè)量相對(duì)傾角的場(chǎng)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(chǎng)合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測(cè)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(lái)的數(shù)據(jù)就是相對(duì)于該平面的相對(duì)傾角。

      應(yīng)用領(lǐng)域

       1.應(yīng)用于農(nóng)用翻斗車(chē)

       由于翻斗車(chē)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(chē)生產(chǎn)廠家都在車(chē)上裝有一個(gè)雙軸的傾角傳感器，并設(shè)計(jì)有專(zhuān)門(mén)的顯示儀表顯示傳感器測(cè)量出來(lái)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(chē)在相對(duì)水平的公路上行駛時(shí)，傾角傳感器也能測(cè)量到當(dāng)前行駛時(shí)的傾斜角度，為車(chē)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(cè)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(cè)量精度高于0.05度。同時(shí)要過(guò)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(guò)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(cè)量出傳送機(jī)的當(dāng)前傾斜角度大大簡(jiǎn)化了安裝過(guò)程，在使用過(guò)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(guò)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(kāi)始使用傾角傳感器來(lái)對(duì)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。