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傾角傳感器
鎖定
- 中文名
- 傾角傳感器
- 用 途
- 用於系統的水平測量
- 基本原理
- 理論基礎是牛頓第二定律
- 發展歷史
- 隨着MEMS 技術的發展
傾角傳感器基本原理
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,那麼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,那麼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,並採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)。
傾角傳感器發展歷史
隨着MEMS 技術的發展,慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應用最廣泛的微機電系統器件之一,而微加速度計(microaccelerometer)就是慣性傳感器件的傑出代表。作為最成熟的慣性傳感器應用,在的MEMS 加速度計有非常高的集成度,即傳感系統與接口線路集成在一個芯片上。
傾角傳感器把MCU,MEMS加速度計,模數轉換電路,通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面。可以直接輸出角度等傾斜數據,讓人們更方便的使用它。
傾角傳感器特點
硅微機械傳感器測量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。輸出角度以水準面為參考,基準面可被再次校準。數據方式輸出,接口形式包括RS232、RS485和可定製等多種方式。抗外界電磁干擾能力強。 承受衝擊振動10000G。
傾角傳感器用途
傾角傳感器用於各種測量角度的應用中。例如,高精度激光儀器水平、工程機械設備調平、遠距離測距儀器、高空平台安全保護、定向衞星通訊天線的俯仰角測量、船舶航行姿態測量、盾構頂管應用、大壩檢測、地質設備傾斜監測、火炮炮管初射角度測量、雷達車輛平台檢測、衞星通訊車姿態檢測等等。
傾角傳感器應用場合
角度測量,零位調整,水平調整
傾角開關(十二路開關信號)
安全控制,報警,監控
機械臂,大壩,建築,橋樑角度測量
對準控制,彎曲控制。
傾角傳感器應用特點
高精度單軸傾斜角度傳感器以基於電容式3D-MEMS技術的單軸傾斜角度傳感器,在全温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衝擊耐久性,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,可以根據要求定製零位調整按鈕,從而實一定的角度置零的功能。這對於要測量相對傾角的場合非常有用,使用完畢後可以重新迴歸零位。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,傳感器在此之後讀出來的數據就是相對於該平面的相對傾角。
傾角傳感器濾波功能
當要求輸出比較穩定時,建議使用比較平緩的輸出,以使輸出的值趨向平和,而變化不至於太劇烈。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。
傾角傳感器傾角測量
傾角傳感器應用案例
1.應用於農用翻斗車
由於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,並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.應用於塔式起重機
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於實時測量塔身傾斜的角度。由於塔身頂端的傾角變化很小,傾角傳感器採樣頻率要在0.5-10Hz範圍內,測量精度高於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.應用於板式傳送機
在板式傳送機安裝過程中,可以將傾角傳感器安裝於傳送機的頂部,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,藉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.應用於數控機牀