倾角传感器

1、什么是倾角传感器?
倾角传感器可以用来测量相对于水平面的倾角变化量。理论基础就是牛顿第二定律,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,就可以通过积分计算出线速度,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。
2、倾角传感器有哪些类型?
种类粗分:单轴的和双轴两种。
从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器。
就基于固体摆、液体摆及气体摆原理研制的倾角传感器而言,它们各有所长。在重力场中,固体摆的敏感质量是摆锤质量,液体摆的敏感质量是电解液,而气体摆的敏感质量是气体。
气体是密封腔体内的唯一运动体,它的质量较小,在大冲击或高过载时产生的惯性力也很小,所以具有较强的抗振动或冲击能力。但气体运动控制较为复杂,影响其运动的因素较多,其精度无法达到军用武器系统的要求。
固体摆倾角传感器有明确的摆长和摆心,其机理基本上与加速度传感器相同。在实用中产品类型较多如电磁摆式,其产品测量范围、精度及抗过载能力较高,在武器系统中应用也较为广泛。
液体摆倾角传感器介于两者之间,但系统稳定,在高精度系统中,应用较为广泛,且国内外产品多为此类。
3、倾角传感器有哪些用途?
倾角传感器用于各种测量角度的应用中。例如,高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、远距离测距仪器、高空平台安全保护、定向卫星通讯天线的俯仰角测量、船舶航行姿态测量、盾构顶管应用、大坝检测、地质设备倾斜监测、火炮炮管初射角度测量、雷达车辆平台检测、卫星通讯车姿态检测等等。下面就广泛应用的几个做简略介绍。
l海事地理
山体滑坡,雪崩——双轴倾角传感器,如NA5200系列倾角传感器配合液位传感器用于山体滑坡或雪崩监测,通过无线传感系统将数据传输到中央控制系统,实时监测山体状态,可以有效减小
山体滑坡带来的损失。
l建筑工程
高层建筑安全监测——目前世界上摩天大楼越来越多,为了监测大楼的安全性能,可以应用SX41400系列高精度的伺服倾角传感器,该系列倾角传感器可以感应微小角度的变化,可以用于大楼摆幅、震动、倾斜等监测。
l水库大坝
大坝安全监测——大坝垮塌事故已经发生多次,为了及时发出预警信号,减少财产损失,通过倾角传感器的监测、观测仪器和设备,以及时取得反映大坝和基岩性态变化以及环境对大坝作用的各种数据的观测和资料处理等工作。其目的是分析估计大坝的安全程度,以便及时采取措施,设法保证大坝安全运行。
l挖掘机械
挖掘机——为了实现挖掘机的三维空间定位,在安装工作装置各关节角度传感器的基础上,又安装平台回转角度检测装置和平台倾角传感器,并在斗杆上安装激光接收仪用于检测地面激光发射器发射的水平机关相对于接收仪零位的高度。建立挖掘机的运动学模式,推导车体相对于大地的坐标变换矩阵,即完成三维空间的车体定位,并得到常用简单的车体高程定位公式,实现挖掘机挖掘轨迹的三维空间定位为实现挖掘机的三维空间轨迹精确与挖掘机深度控制打下基础。
l现代汽车
汽车四轮定位——随着电子技术的发展和应用,汽车的安全性、舒适性和智能性越来越高。汽车侧向倾斜角度传感器的应用是防止汽车在行驶中发生倾翻事故的一种有效方法。是提高汽车安全性的重要措施,特别是越野车。双层客车等重心较高的汽车更有必要性。汽车倾翻的实质是:行驶中向外的倾翻力矩大于向里的稳定力矩,当重心高度一定时,倾斜力矩油倾翻力(向外的侧向力)决定。
l机器人
机器人——近年来机器人技术发展很快,欧美等工业发达国家早就开始对各种机器人进行系统的研究,随着科技的进步和时间的推移,取得了大量的研究成果。我们知道机器人上应用了大量的传感器,其中倾角传感器可以实时监测机器人的状态。
l铁路铁轨
轨检仪——目前的轨道测量方式智能程度差,测量精度低,操作时间长,迫切需要设计一种适用于一般使用的便携式智能化轨道检测仪倾角传感器用于轨检仪,用于实时检测铁道的倾斜度和高度差。
输电线铁塔倾斜智能监测——输电线铁塔的倒塌事件时有发生,一旦发生倒塌,将会造成巨大的损失,倾角传感器应用于输电线铁塔倾斜角度监测,可以实时监测输电线倾斜角度,一旦因为大风等自然灾害导致倾斜角度过大,实时发出预警信号,由工作人员维修减少损失。
l平台控制
船载水平平台——倾角传感器在船载水平平台上应用,用于船载卫星跟踪天线的底座,以保持天线始终处于水平状态,对平台进行实时控制,可以隔离船体的俯仰和横滚运动,使平台处于水平。
l太阳能
太阳能——太阳能是一种清洁的能源,它的应用正在世纪范围内普遍的增长,利用太阳能发电就是一个使用太阳能的方式,因此为了得到充足的利用太阳能,如何选择太阳能电池方位角与倾斜角是一个重要的问题,利用倾角传感器调整角度,将太阳能的利用率进一步提高。
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除了以上所介绍的,我公司倾角传感器主要还用在:
自动导航装置失速报警飞行测试天线定位和控制导弹竖立检测
平台稳定控制船舶姿态控制远程水下控制驳船调平自动导航装置
导弹推进油/气井测量路基检测机械设备控制迎角测量疲劳检测
惯导系统火控系统直升机姿态控制
地面导航系
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