傾斜角度傳感器被廣泛應用于儀表測量、工業自動化、航空航海等領域的一種重要傳感器。它可以將傾斜角度的大?。ǚ请娏浚┺D化成相應的電量輸出信號。
傾斜角度傳感器是角度計量是幾何量計量的重要組成部分。角度量的范圍廣,平面角按平面所在的空間位置可分為:在水平面內的水平角(或稱方位角),在垂直面內的垂直角(或傾斜角),空間角是水平角和垂直角的合成;按量程可分為圓周分度角和小角度;按標稱值可分為定角和任意角;按組成單元可分為線角度和面角度;按形成方式可分為固定角和動態角,固定角是指加工或裝配成的零組件角度,儀器轉動后恢復至靜態時的角位置等;動態角是指物體或系統在運動過程中的角度,如衛星軌道對地球赤道面的夾角,精密設備主軸轉動時的軸線角漂移,測角設備在一定角速度和角加速度運動時,輸出的實時角度信號等。
傾角傳感器的安裝方法
傾角傳感器安裝是有一定的技巧,一般的傾角傳感器都會有內置零位調整,所以用戶可以根據要求定制零位調整按鈕,從而實現在一定的角度置零的功能。在傾角傳感器的安裝之前,需要確定你的安裝位置和你需要測量什么角度是相對于哪個平面,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,這樣主要是方便讀取角度,減少不必要的誤差。
1、傾角傳感器的安裝又分為水平安裝和垂直安裝兩種,但無論是水平還是垂直安裝,在安裝時都應保持傳感器安裝面與被測物體面平行,同時減少動態和加速度的影響。例如水平安裝,就是把傾角傳感器水平放在一個平面上,一般是放在地面、桌面等。例如垂直安裝,就是把傾角傳感器安裝在垂直于地面的一個穩定的面上,常見的就是安裝在墻面。但在一般情況下呢,傾角傳感器在出廠的時為了適合大眾的時候都是以理想的水平面為基準的。但我們在安裝時所用的平面卻不一定是理想平面,如果在安裝時時候只是放在一個平臺上,此時一般會有角度輸出的,說明該平面不是水平面,所以這時候就需要我們自己調整桌面了,也有人會建議將固定傾角傳感器的底座好是可以調整的平面。當然,這現象也適用于垂直安裝。
2、除了保持傳感器安裝面與被測物體面平行外,還需保持傳感線與被測面軸線平行,即兩軸線不能有夾角產生。
3、一般的傾角傳感器都有內置零位調整系統。顧客能夠根據要求定制零位調整按鈕,從而實如今一定的角度置零的性能,即在安裝完使用前可以使用零位按鈕實現清零性能,方便讀取角度,縮小無須要的誤差。
傾角傳感器的適用范疇
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現在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。電子水平儀是一種非常精確的測量小角度的檢測工具,用它可測量被測平面相對于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。
另外,壓電微位移振動臺,電子顯微鏡微調,天文望遠鏡鏡片微調,精密微位移測量等也是必須適用到傾角傳感器的,例如ZCS1100,是一個單一的通道,高性能線性位移測量系統,創新的電容位移測量技術,提供了納米測量能力,成本低,適合測量任何導電目標??捎迷谖⑿≌駝訙y量,安裝方便靈敏度高,精度高。
其他應用范圍
熱水器上
現在在各樓頂上隨處可見太陽能熱水器,隨著不可再生資料的極度消耗,太陽能已經成為各能源公司考慮的首要對象,如何更好、更充分的利用太陽能成為了當今太陽開發需要考慮的一大問題。 濕度傳感器探頭 , , 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 , , 鑄鋁加熱器 , 加熱圈 流體電磁閥
水平測量
傾角傳感器可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。理論基礎就是牛頓第二定律,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,就可以通過積分計算出線速度,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。
工程機械
在重型工業機械里,無論是挖掘機,起重機,升降機,還是平地機,傾角傳感器(傾角模塊)在這些重型機械設備中有著取足輕重的作用。不僅是保證里這些機械設備的角度范圍在安全之內,同時還可以舉到如果超出范圍就報警,保護人身安全的作用。如在可伸縮機械手中傾角傳感器是來測量駕駛室的姿態和吊桿傾角變化情況,保證駕駛安全。
無人機上安裝了大量的傾角傳感器,用于實時檢測監測飛機的飛行姿態,通過無線電波傳輸到地面控制中心,高精度傾角傳感器系列屬于高精度高穩定性系列,在飛機姿態校準,帆船姿態控制等領域有廣泛的應用。
氣墊船
旅游用途氣墊船在國內使用非常普遍,特別是海邊旅游城市和旅游島都已經把氣墊船作為其主要的交通工具。氣墊船是一種利用高于大氣壓的空氣在船底與支承表面間形成氣墊,使全部或部分船體脫離支承表面而高速航行的船。氣墊船的一個優點是其易于登錄,這一點也就是在旅游島上尤顯珍貴。通常,旅游島嶼有多處隨意登錄的需求。但是,旅游島嶼不可能在任何地方多設立碼頭或泊位,這時候可利用氣墊船的特性,隨意在沙灘、灘涂草地等區域登錄。伴隨氣墊船在旅游區的大量使用,很多從來沒有接觸過氣墊船的人們都可以嘗試去駕駛它在海面上游玩,由于初次駕駛氣墊船沒有經驗,有時會出現傾翻的現象,安全問題也逐漸成為了重中之重的問題,所以氣墊船生產廠家和旅游區的負責人員便想到使用傾角傳感器對氣墊船行駛中的實時姿態進行檢測,并把相應的傾斜角度值使用液晶儀表顯示的方法在駕駛艙中顯示出來,與此同時,把氣墊船的形式速度做了一定的限制,大大的增加了氣墊船的形式安全,有了傾角傳感器,即使從來沒有駕駛過氣墊船的人們也能夠很輕松簡單的駕駛。
四輪定位
四輪定位儀的主要解決方案是對每個輪采用傾角傳感器來做測試,如果不正常,就校正掉。高精度傾角傳感器模塊,為各種對零點校正、靈敏度校正和寬溫度特性補償等技術指標要求嚴格的工業水平測量控制應用而設計,適用于汽車四輪定位、工業調平等應用。
醫療應用
自動控制手術床的控制手柄,希望用雙軸傾角傳感器安裝在手柄中,通過控制手柄在橫滾和俯仰方向的移動來控制電機傳動進程,以操作手術床的運動(只有X,Y兩個方向的橫滾和俯仰運動)。由于要安裝在手柄中,希望體積不要太大。
姿態控制
飛行器姿態的穩定通常采用傾角傳感器控制,包括以下幾種方式:第一種是三軸穩定,依靠姿態控制分系統使飛行器偏航軸方向始終保持與當地鉛垂線方向一致,以保對地觀測傳感始終對準地面。其次是自旋穩定,例如衛星自轉軸對空間某點取向固定,使其姿態保持穩定。第三種是重力梯度穩定。在地球重力場作用下,轉動物體的轉軸逐漸達到平衡狀態,與重力梯度方向一致,即同當地垂直線方向一致,以保持飛行器姿態的穩定。我們將直角坐標系的原點置于星體上,指向地面的Z軸反映偏航方向,Y軸反映俯仰方向,X軸反映滾動方向。星體在高空中沿局部地球鉛垂方向和軌道矢量方向運行,不時地產生對三軸的偏移。為保證星體運行中姿態的穩定,應使傾角傳感器Z軸指向精度達到與局部鉛垂方向誤差≤°,不致產生過渡的俯仰和滾動,對偏航而言也應使速度矢量的偏差保持°之內。
如何來保養傾角傳感器
其實傳感器對于一個開發者來說是一個很簡單的儀器,同樣對于一個使用者來說也是很簡單的,類似選擇好傾角傳感器,首先必須知道你用的是傳感器ic還是傳感器模塊,不過現在的實際中采購的直接就是傳感器模塊。傾角傳感器通過傳感器芯片采集重力加速度在傳感器敏感軸上的分量大小,控制單元對芯片傳輸的脈沖信號進行處理,計算出傾角大小,經過通訊單元輸出到網絡或顯示屏上。所以傾角傳感器最核心的就是芯片技術和控制程序的編寫。針對這兩大核心——傳感器芯片和控制單元,廠家主要是選擇合適芯片和編程控制然后生產傾角傳感器。就像手機一樣,你不需要知道里面的電路原理和通訊協議,你能在應用層使用就可以,對于傳感器芯片也是一樣。傾角傳感器的基本原理也就是在一個硅片里面刻蝕了一個多晶硅表面微機械傳感器,并集成了一套精密的信號處理電路,信號處理電路能將表面微機械傳感器產生的模擬信號轉換為占空比調制數字信號輸出。
根據物理力學可以知道,當對象與基準平面有一個角度的夾角時,其運動方向的加速度與重力加速度的比值和沒有夾角時其加速度與重力加速度的夾角α 是不同的。根據力的分解,重力加速度就會有分量作用在Ax方向,且Ax=gsinα,于是傾斜角α=sin-1(Ax/g)。但是,當對象在基準面方向上做變加速的運動時,其Ax同樣是一個變化值,這樣將由于無法區別對象的靜態加速度和動態加速度而做出正確的判斷。傾角傳感器有雙軸單軸的區分,可以連續測量角度的變化,具體使用到的是單軸還是雙軸還是根據你使用的場所和使用的形式決定。應用在雷達天線角度的測量,橋梁,山體,大壩工程機械臂等等姿態的檢測都得用到傾角傳感器。傾角傳感器的量程,精度的要求一般都是對應好的某個傳感器的參數直接選型,量程通過雙軸的配合,可以實現360度傾角的測量。目前產品已經非常穩定。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。
傾角傳感器的使用壽命一般來說是比較短的,是和他的使用環境有關系的,所以我們在使用傾角傳感器的時候注意惡劣的環境中保護好傳感器,尤其重要的是機械汽車上面我們必須經常的檢測傳感器以及更換掉,高溫長時間的操作等等都不利于傳感器的使用壽命。所以我們在選擇好傾角傳感器的時候,一定要想到傳感器的使用中注意的安全隱患。