傾角傳感器的應用

1、什么是傾角傳感器？

傾角傳感器可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。理論基礎就是牛頓第二定律，根據基本的物理原理，在一個系統內部，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，就可以通過積分計算出線速度，進而可以計算出直線位移。所以它其實是運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，固體擺的敏感質量是擺錘質量，液體擺的敏感質量是電解液，而氣體擺的敏感質量是氣體。

氣體是密封腔體內的唯一運動體，它的質量較小，在大沖擊或高過載時產生的慣性力也很小，所以具有較強的抗振動或沖擊能力。但氣體運動控制較為復雜，影響其運動的因素較多，其精度無法達到軍用武器系統的要求。

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

液體擺傾角傳感器介于兩者之間，但系統穩定，在高精度系統中，應用較為廣泛，且國內外產品多為此類。

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用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機械設備調平、遠距離測距儀器、高空平臺安全保護、定向衛星通訊天線的俯仰角測量、船舶航行姿態測量、盾構頂管應用、大壩檢測、地質設備傾斜監測、火炮炮管初射角度測量、雷達車輛平臺檢測、衛星通訊車姿態檢測等等。下面就廣泛應用的幾個做簡略介紹。

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測，通過無線傳感系統將數據傳輸到中央控制系統，實時監測山體狀態，可以有效減小

山體滑坡帶來的損失。

l 建筑工程

高層建筑安全監測——目前世界上摩天大樓越來越多，為了監測大樓的安全性能，可以應用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微小角度的變化，可以用于大樓擺幅、震動、傾斜等監測。

l 水庫大壩

大壩安全監測——大壩垮塌事故已經發生多次，為了及時發出預警信號，減少財產損失，通過傾角傳感器的監測、觀測儀器和設備，以及時取得反映大壩和基巖性態變化以及環境對大壩作用的各種數據的觀測和資料處理等工作。其目的是分析估計大壩的安全程度，以便及時采取措施，設法保證大壩安全運行。

l 挖掘機械

挖掘機——為了實現挖掘機的三維空間定位，在安裝工作裝置各關節角度傳感器的基礎上，又安裝平臺回轉角度檢測裝置和平臺傾角傳感器，并在斗桿上安裝激光接收儀用于檢測地面激光發射器發射的水平機關相對于接收儀零位的高度。建立挖掘機的運動學模式，推導車體相對于大地的坐標變換矩陣，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，實現挖掘機挖掘軌跡的三維空間定位為實現挖掘機的三維空間軌跡精確與挖掘機深度控制打下基礎。

l 現代汽車

汽車四輪定位——隨著電子技術的發展和應用，汽車的安全性、舒適性和智能性越來越高。汽車側向傾斜角度傳感器的應用是防止汽車在行駛中發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。汽車傾翻的實質是：行駛中向外的傾翻力矩大于向里的穩定力矩，當重心高度一定時，傾斜力矩油傾翻力（向外的側向力）決定。

l 機器人

機器人——近年來機器人技術發展很快，歐美等工業發達國家早就開始對各種機器人進行系統的研究，隨著科技的進步和時間的推移，取得了大量的研究成果。我們知道機器人上應用了大量的傳感器，其中傾角傳感器可以實時監測機器人的狀態。

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,操作時間長,迫切需要設計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，用于實時檢測鐵道的傾斜度和高度差。

輸電線鐵塔傾斜智能監測——輸電線鐵塔的倒塌事件時有發生，一旦發生倒塌，將會造成巨大的損失，傾角傳感器應用于輸電線鐵塔傾斜角度監測，可以實時監測輸電線傾斜角度，一旦因為大風等自然災害導致傾斜角度過大，實時發出預警信號，由工作人員維修減少損失。

l 平臺控制

船載水平平臺——傾角傳感器在船載水平平臺上應用，用于船載衛星跟蹤天線的底座，以保持天線始終處于水平狀態，對平臺進行實時控制，可以隔離船體的俯仰和橫滾運動，使平臺處于水平。

l 太陽能

太陽能——太陽能是一種清潔的能源，它的應用正在世紀范圍內普遍的增長，利用太陽能發電就是一個使用太陽能的方式，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重要的問題，利用傾角傳感器調整角度，將太陽能的利用率進一步提高。

除了以上所介紹的，我公司傾角傳感器主要還用在:

自動導航裝置  失速報警  飛行測試  天線定位和控制  導彈豎立檢測  

平臺穩定控制  船舶姿態控制  遠程水下控制  駁船調平  自動導航裝置

導彈推進  油/氣井測量  路基檢測  機械設備控制迎角測量  疲勞檢測

慣導系統  火控系統  直升機姿態控制

地面導航系