傾角傳感器的應(yīng)用

1、什么是傾角傳感器？

傾角傳感器可以用來測量相對(duì)于水平面的傾角變化量。理論基礎(chǔ)就是牛頓第二定律，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(jì)算出線速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線位移。所以它其實(shí)是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器。

2、傾角傳感器有哪些類型？

種類粗分：單軸的和雙軸兩種。

從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器。

就基于固體擺、液體擺及氣體擺原理研制的傾角傳感器而言，它們各有所長。在重力場中，固體擺的敏感質(zhì)量是擺錘質(zhì)量，液體擺的敏感質(zhì)量是電解液，而氣體擺的敏感質(zhì)量是氣體。

氣體是密封腔體內(nèi)的*運(yùn)動(dòng)體，它的質(zhì)量較小，在大沖擊或高過載時(shí)產(chǎn)生的慣性力也很小，所以具有較強(qiáng)的抗振動(dòng)或沖擊能力。但氣體運(yùn)動(dòng)控制較為復(fù)雜，影響其運(yùn)動(dòng)的因素較多，其精度無法達(dá)到軍用武器系統(tǒng)的要求。

固體擺傾角傳感器有明確的擺長和擺心，其機(jī)理基本上與加速度傳感器相同。在實(shí)用中產(chǎn)品類型較多如電磁擺式，其產(chǎn)品測量范圍、精度及抗過載能力較高，在武器系統(tǒng)中應(yīng)用也較為廣泛。

液體擺傾角傳感器介于兩者之間，但系統(tǒng)穩(wěn)定，在高精度系統(tǒng)中，應(yīng)用較為廣泛，且國內(nèi)外產(chǎn)品多為此類。

3、傾角傳感器有哪些用途？

傾角傳感器用于各種測量角度的應(yīng)用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機(jī)械設(shè)備調(diào)平、遠(yuǎn)距離測距儀器、高空平臺(tái)安全保護(hù)、定向衛(wèi)星通訊天線的俯仰角測量、船舶航行姿態(tài)測量、盾構(gòu)頂管應(yīng)用、大壩檢測、地質(zhì)設(shè)備傾斜監(jiān)測、火炮炮管初射角度測量、雷達(dá)車輛平臺(tái)檢測、衛(wèi)星通訊車姿態(tài)檢測等等。下面就廣泛應(yīng)用的幾個(gè)做簡略介紹。

l 海事地理

山體滑坡，雪崩——雙軸傾角傳感器，如NA5200系列傾角傳感器配合液位傳感器用于山體滑坡或雪崩監(jiān)測，通過無線傳感系統(tǒng)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)?控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測山體狀態(tài)，可以有效減小

山體滑坡帶來的損失。

l 建筑工程

高層建筑安全監(jiān)測——目前世界上摩天大樓越來越多，為了監(jiān)測大樓的安全性能，可以應(yīng)用SX41400系列高精度的伺服傾角傳感器，該系列傾角傳感器可以感應(yīng)微小角度的變化，可以用于大樓擺幅、震動(dòng)、傾斜等監(jiān)測。

l 水庫大壩

大壩安全監(jiān)測——大壩垮塌事故已經(jīng)發(fā)生多次，為了及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，減少財(cái)產(chǎn)損失，通過傾角傳感器的監(jiān)測、觀測儀器和設(shè)備，以及時(shí)取得反映大壩和基巖性態(tài)變化以及環(huán)境對(duì)大壩作用的各種數(shù)據(jù)的觀測和資料處理等工作。其目的是分析估計(jì)大壩的安全程度，以便及時(shí)采取措施，設(shè)法保證大壩安全運(yùn)行。

l 挖掘機(jī)械

挖掘機(jī)——為了實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的三維空間定位，在安裝工作裝置各關(guān)節(jié)角度傳感器的基礎(chǔ)上，又安裝平臺(tái)回轉(zhuǎn)角度檢測裝置和平臺(tái)傾角傳感器，并在斗桿上安裝激光接收儀用于檢測地面激光發(fā)射器發(fā)射的水平機(jī)關(guān)相對(duì)于接收儀零位的高度。建立挖掘機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模式，推導(dǎo)車體相對(duì)于大地的坐標(biāo)變換矩陣，即完成三維空間的車體定位，并得到常用簡單的車體高程定位公式，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)挖掘軌跡的三維空間定位為實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的三維空間軌跡與挖掘機(jī)深度控制打下基礎(chǔ)。

l 現(xiàn)代汽車

汽車四輪定位——隨著電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，汽車的安全性、舒適性和智能性越來越高。汽車側(cè)向傾斜角度傳感器的應(yīng)用是防止汽車在行駛中發(fā)生傾翻事故的一種有效方法。是提高汽車安全性的重要措施，特別是越野車。雙層客車等重心較高的汽車更有必要性。汽車傾翻的實(shí)質(zhì)是：行駛中向外的傾翻力矩大于向里的穩(wěn)定力矩，當(dāng)重心高度一定時(shí)，傾斜力矩油傾翻力（向外的側(cè)向力）決定。

l 機(jī)器人

機(jī)器人——近年來機(jī)器人技術(shù)發(fā)展很快，歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家早就開始對(duì)各種機(jī)器人進(jìn)行系統(tǒng)的研究，隨著科技的進(jìn)步和時(shí)間的推移，取得了大量的研究成果。我們知道機(jī)器人上應(yīng)用了大量的傳感器，其中傾角傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)器人的狀態(tài)。

l 鐵路鐵軌

軌檢儀——目前的軌道測量方式智能程度差,測量精度低,操作時(shí)間長,迫切需要設(shè)計(jì)一種適用于一般使用的便攜式智能化軌道檢測儀傾角傳感器用于軌檢儀，用于實(shí)時(shí)檢測鐵道的傾斜度和高度差。

輸電線鐵塔傾斜智能監(jiān)測——輸電線鐵塔的倒塌事件時(shí)有發(fā)生，一旦發(fā)生倒塌，將會(huì)造成巨大的損失，傾角傳感器應(yīng)用于輸電線鐵塔傾斜角度監(jiān)測，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測輸電線傾斜角度，一旦因?yàn)榇箫L(fēng)等自然災(zāi)害導(dǎo)致傾斜角度過大，實(shí)時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，由工作人員維修減少損失。

l 平臺(tái)控制

船載水平平臺(tái)——傾角傳感器在船載水平平臺(tái)上應(yīng)用，用于船載衛(wèi)星跟蹤天線的底座，以保持天線始終處于水平狀態(tài)，對(duì)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，可以隔離船體的俯仰和橫滾運(yùn)動(dòng)，使平臺(tái)處于水平。

l 太陽能

太陽能——太陽能是一種清潔的能源，它的應(yīng)用正在世紀(jì)范圍內(nèi)普遍的增長，利用太陽能發(fā)電就是一個(gè)使用太陽能的方式，因此為了得到充足的利用太陽能，如何選擇太陽能電池方位角與傾斜角是一個(gè)重要的問題，利用傾角傳感器調(diào)整角度，將太陽能的利用率進(jìn)一步提高。

除了以上所介紹的，我公司傾角傳感器主要還用在:

自動(dòng)導(dǎo)航裝置  失速報(bào)警  飛行測試  天線定位和控制  導(dǎo)彈豎立檢測  

平臺(tái)穩(wěn)定控制  船舶姿態(tài)控制  遠(yuǎn)程水下控制  駁船調(diào)平  自動(dòng)導(dǎo)航裝置

導(dǎo)彈推進(jìn)  油/氣井測量  路基檢測  機(jī)械設(shè)備控制迎角測量  疲勞檢測

慣導(dǎo)系統(tǒng)  火控系統(tǒng)  直升機(jī)姿態(tài)控制

地面導(dǎo)航系