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倾角传感器的原理和特点

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作者:JZ Editor来源:JZ Robot网址:http://www.jiezhongcnc.com

引言:倾角传感器又称作倾斜仪、测斜仪、水平仪、倾角计,经常用于系统的水平角度变化测量,水平仪从过去简单的水泡水平仪到的电子水平仪是自动化和电子测量技术发展的结果。作为一种检测工具,它已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。


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       基本原理


       理论基础是牛顿第二定律: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。当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。一般意义上的倾角传感器是静态测量或者准静态测量,一旦有外界加速度,那么加速度芯片测出来的加速度就包含外界加速度,故而计算出来的角度就不准确了,因此,常用的做法是增加mems陀螺芯片,并采用优先的卡尔曼滤波算法。加速度3个轴,陀螺仪3个轴,所有这里产品也叫6轴或VG(vertical gyro)。


       应用特点


       高精度单轴倾斜角度传感器以基于电容式3D-MEMS技术的单轴倾斜角度传感器,在全温区都能表现出它的可靠性,超凡的稳定性及史无前例的高精度。倾斜角度传感器系列倾斜角度传感器根据汽车行业的可靠性、稳定性要求所设计、生产和测试的。系列倾斜角度传感器具有显著的负载能力和非常好的冲击耐久性,而不需要附加的其他器件。倾角传感器是模拟加速度传感器产品中的一员,与加速度传感器完全兼容。


       倾角传感器可以调节输出频率,内置零位调整,可以根据要求定制零位调整按钮,从而实一定的角度置零的功能。这对于要测量相对倾角的场合非常有用,使用完毕后可以重新回归零位。倾角传感器在这种场合使用,只要将传感器固定在一定的平面,测量前使用零位按钮实现清零功能,传感器在此之后读出来的数据就是相对于该平面的相对倾角。


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      应用领域


       1.应用于农用翻斗车

       由于翻斗车通常会在有一定坡度的环境中工作,所以大量的翻斗车生产厂家都在车上装有一个双轴的倾角传感器,并设计有专门的显示仪表显示传感器测量出来的角度,为驾驶员安全驾驶提供可靠的参考数据。不仅如此,当翻斗车在相对水平的公路上行驶时,倾角传感器也能测量到当前行驶时的倾斜角度,为车体结构的微量改变提供准确的参考数据。


       2.应用于塔式起重机

       在塔式起重机防倾翻监控仪中,其中主要的一部分是倾角传感器。倾角传感器的作用在于实时测量塔身倾斜的角度。由于塔身顶端的倾角变化很小,倾角传感器采样频率要在0.5-10Hz范围内,测量精度高于0.05度。同时要过滤掉塔顶震动引起的噪声、保证通信可靠、判断准确。


       3.应用于板式传送机

       在板式传送机安装过程中,可以将倾角传感器安装于传送机的顶部,可以直接测量出传送机的当前倾斜角度大大简化了安装过程,在使用过程中,可以利用软件还设置报警角度,省时省心。由此可以看出,借助倾角传感器代替以前凭经验安装,大大提高了板式传送机的安装速度和工作效率。


       4.应用于数控机床

       在数控机床零件加工的过程中,怎么保证加工的几何精度呢。这就取决于数控机床的几何精度的,数控机床的几何精度综合反映机床的关键零部件组装后的几何形状误差,而倾角传感器是控制数控机床几何精度的**选择。


       数控机床的几何精度检查包括:工作台面的平面度、各坐标方向移动的相互垂直度、X坐标方向移动时工作台面的平行度、Y坐标方向移动时工作服台面的平行度等方面,通常在这些的检查项目中使用水准仪,但随着科技的发展,传感器技术的提高,在数控机床的几何精度检查中逐渐开始使用倾角传感器来对平面度和垂直度的检查,倾角传感器不仅能够得知平面是否水平或垂直,还能定量的知道水平或垂直到什么程度,更好的为机床的几何精度进行检查。



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