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  傾角傳感器
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上海維逸機(jī)電設(shè)備有限公司

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公司動(dòng)態(tài)

傾角傳感器的應(yīng)用

閱讀：163發(fā)布時(shí)間：2012-8-6

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(lái)測(cè)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(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：?jiǎn)屋S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(zhǎng)。在重力場(chǎng)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(guò)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(wú)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(zhǎng)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(cè)量范圍、精度及抗過(guò)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(guó)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(cè)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(cè)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(cè)量、船舶航行姿態(tài)測(cè)量、盾構(gòu)頂管應(yīng)用、大壩檢測(cè)、地質(zhì)設(shè)備傾斜監(jiān)測(cè)、火炮炮管初射角度測(cè)量、雷達(dá)車輛平臺(tái)檢測(cè)、衛(wèi)星通訊車姿態(tài)檢測(cè)等等。下面就廣泛應(yīng)用的幾個(gè)做簡(jiǎn)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(cè)，通過(guò)無(wú)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(cè)山體狀態(tài)，可以有效減小

山體滑坡帶來(lái)的損失。

l 建筑工程

高層建筑安全監(jiān)測(cè)——目前世界上摩天大樓越來(lái)越多，為了監(jiān)測(cè)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(cè)。

l 水庫(kù)大壩

大壩安全監(jiān)測(cè)——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(guò)傾角傳感器的監(jiān)測(cè)、觀測(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(jiǎn)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(lái)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(lái)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展很快，歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家早就開(kāi)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(cè)機(jī)器人的狀態(tài)。

l 鐵路鐵軌

軌檢儀——目前的軌道測(cè)量方式智能程度差,測(cè)量精度低,操作時(shí)間長(zhǎng),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(cè)儀傾角傳感器用于軌檢儀，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)鐵道的傾斜度和高度差。

輸電線鐵塔傾斜智能監(jiān)測(cè)——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(cè)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(guò)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(yáng)能

太陽(yáng)能——太陽(yáng)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(zhǎng)，利用太陽(yáng)能發(fā)電就是一個(gè)使用太陽(yáng)能的方式，因此為了得到充足的利用太陽(yáng)能，如何選擇太陽(yáng)能電池方位角與傾斜角是一個(gè)重要的問(wèn)題，利用傾角傳感器調(diào)整角度，將太陽(yáng)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(cè)試天線定位和控制導(dǎo)彈豎立檢測(cè)

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(cè)量路基檢測(cè) 機(jī)械設(shè)備控制迎角測(cè)量疲勞檢測(cè)

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

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傾角傳感器的應(yīng)用

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