傾角傳感器的原理及分類

　　傾角傳感器是運(yùn)用慣性原理，測(cè)量相對(duì)于水平面的傾角變化量的一種加速度傳感器。由于傾角傳感器有著精度高，監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確，預(yù)警及時(shí)的特點(diǎn)，適用于各種應(yīng)用環(huán)境，基本不受外界影響，操作簡單，使用方便，故被廣泛用于各種測(cè)量角度的應(yīng)用中。

　　一、什么是傾角傳感器?

　　傾角傳感器又稱作傾斜儀、測(cè)斜儀、水平儀、傾角計(jì)，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測(cè)量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測(cè)工具，它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測(cè)量工具。電子水平儀是一種非常精確的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具，用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。

　　二、傾角傳感器的基本原理

　　傾角傳感器的理論基礎(chǔ)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(cè)量的，但卻可以測(cè)量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分算出線速度，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。當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)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。

　　三、常見的三種傾角傳感器

　　傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平距離和物體的高度的測(cè)量，從工作原理上可分為固體擺式、液體擺式、氣體擺式三種傾角傳感器，這三種傾角傳感器都是利用地球萬有引力的作用，將傳感器敏感器件對(duì)大地的姿態(tài)角，即與大地引力的夾角 (傾角)這一物理量，轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)或脈沖信號(hào)。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。

　　1、固體擺傾角傳感器

　　固體擺的敏感質(zhì)量是擺錘質(zhì)量;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(cè)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。

　　2、液體擺傾角傳感器

　　液體擺的敏感質(zhì)量是電解液;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、氣體擺傾角傳感器

　　氣體擺的敏感質(zhì)量是氣體;氣體是密封腔體內(nèi)的唯一運(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。