傾角傳感器的原理及分類

　　傾角傳感器是運(yùn)用慣性原理，測量相對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)測準(zhǔn)確，預(yù)警及時的特點，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、測斜儀、水平儀、傾角計，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動化和電子測量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測工具，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)自動化、智能平臺、機(jī)械加工等領(lǐng)域不可缺少的重要測量工具。電子水平儀是一種非常精確的測量小角度的檢測工具，用它可測量被測平面相對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，就可以通過積分算出線速度，進(jìn)而可以計算出直線位移，所以它其實是運(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)換成模擬信號或脈沖信號。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。

　　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)動體，它的質(zhì)量較小，在大沖擊或高過載時產(chǎn)生的慣性力也很小，所以具有較強(qiáng)的抗振動或沖擊能力。但氣體運(yùn)動控制較為復(fù)雜，影響其運(yùn)動的因素較多，其精度無法達(dá)到軍用武器系統(tǒng)的要求。