傾斜角度傳感器被廣泛應(yīng)用于儀表測(cè)量、工業(yè)自動(dòng)化、航空航海等領(lǐng)域的一種重要傳感器。它可以將傾斜角度的大?。ǚ请娏浚┺D(zhuǎn)化成相應(yīng)的電量輸出信號(hào)。
傾斜角度傳感器是角度計(jì)量是幾何量計(jì)量的重要組成部分。角度量的范圍廣，平面角按平面所在的空間位置可分為：在水平面內(nèi)的水平角（或稱方位角），在垂直面內(nèi)的垂直角（或傾斜角），空間角是水平角和垂直角的合成；按量程可分為圓周分度角和小角度；按標(biāo)稱值可分為定角和任意角；按組成單元可分為線角度和面角度；按形成方式可分為固定角和動(dòng)態(tài)角，固定角是指加工或裝配成的零組件角度，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)后恢復(fù)至靜態(tài)時(shí)的角位置等；動(dòng)態(tài)角是指物體或系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的角度，如衛(wèi)星軌道對(duì)地球赤道面的夾角，精密設(shè)備主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軸線角漂移，測(cè)角設(shè)備在一定角速度和角加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸出的實(shí)時(shí)角度信號(hào)等。
傾角傳感器的安裝方法
傾角傳感器安裝是有一定的技巧，一般的傾角傳感器都會(huì)有內(nèi)置零位調(diào)整，所以用戶可以根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)現(xiàn)在一定的角度置零的功能。在傾角傳感器的安裝之前，需要確定你的安裝位置和你需要測(cè)量什么角度是相對(duì)于哪個(gè)平面，只要將傳感器固定在一定的平面，測(cè)量前使用零位按鈕實(shí)現(xiàn)清零功能，這樣主要是方便讀取角度，減少不必要的誤差。
1、傾角傳感器的安裝又分為水平安裝和垂直安裝兩種，但無(wú)論是水平還是垂直安裝，在安裝時(shí)都應(yīng)保持傳感器安裝面與被測(cè)物體面平行，同時(shí)減少動(dòng)態(tài)和加速度的影響。例如水平安裝，就是把傾角傳感器水平放在一個(gè)平面上，一般是放在地面、桌面等。例如垂直安裝，就是把傾角傳感器安裝在垂直于地面的一個(gè)穩(wěn)定的面上，常見(jiàn)的就是安裝在墻面。但在一般情況下呢，傾角傳感器在出廠的時(shí)為了適合大眾的時(shí)候都是以理想的水平面為基準(zhǔn)的。但我們?cè)诎惭b時(shí)所用的平面卻不一定是理想平面，如果在安裝時(shí)時(shí)候只是放在一個(gè)平臺(tái)上，此時(shí)一般會(huì)有角度輸出的，說(shuō)明該平面不是水平面，所以這時(shí)候就需要我們自己調(diào)整桌面了，也有人會(huì)建議將固定傾角傳感器的底座好是可以調(diào)整的平面。當(dāng)然，這現(xiàn)象也適用于垂直安裝。
2、除了保持傳感器安裝面與被測(cè)物體面平行外，還需保持傳感線與被測(cè)面軸線平行，即兩軸線不能有夾角產(chǎn)生。
3、一般的傾角傳感器都有內(nèi)置零位調(diào)整系統(tǒng)。顧客能夠根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)如今一定的角度置零的性能，即在安裝完使用前可以使用零位按鈕實(shí)現(xiàn)清零性能，方便讀取角度，縮小無(wú)須要的誤差。
傾角傳感器的適用范疇
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(guò)去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到現(xiàn)在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。
另外，壓電微位移振動(dòng)臺(tái)，電子顯微鏡微調(diào)，天文望遠(yuǎn)鏡鏡片微調(diào)，精密微位移測(cè)量等也是必須適用到傾角傳感器的，例如ZCS1100，是一個(gè)單一的通道，高性能線性位移測(cè)量系統(tǒng)，創(chuàng)新的電容位移測(cè)量技術(shù)，提供了納米測(cè)量能力，成本低，適合測(cè)量任何導(dǎo)電目標(biāo)?？捎迷谖⑿≌駝?dòng)測(cè)量，安裝方便靈敏度高，精度高。
其他應(yīng)用范圍
熱水器上
現(xiàn)在在各樓頂上隨處可見(jiàn)太陽(yáng)能熱水器，隨著不可再生資料的極度消耗，太陽(yáng)能已經(jīng)成為各能源公司考慮的首要對(duì)象，如何更好、更充分的利用太陽(yáng)能成為了當(dāng)今太陽(yáng)開(kāi)發(fā)需要考慮的一大問(wèn)題。 濕度傳感器探頭 ， ， 不銹鋼電熱管 PT100 傳感器 ， ， 鑄鋁加熱器 ， 加熱圈 流體電磁閥
水平測(cè)量
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。當(dāng)傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)面和垂直方向沒(méi)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。
工程機(jī)械
在重型工業(yè)機(jī)械里，無(wú)論是挖掘機(jī)，起重機(jī)，升降機(jī)，還是平地機(jī)，傾角傳感器（傾角模塊）在這些重型機(jī)械設(shè)備中有著取足輕重的作用。不僅是保證里這些機(jī)械設(shè)備的角度范圍在安全之內(nèi)，同時(shí)還可以舉到如果超出范圍就報(bào)警，保護(hù)人身安全的作用。如在可伸縮機(jī)械手中傾角傳感器是來(lái)測(cè)量駕駛室的姿態(tài)和吊桿傾角變化情況，保證駕駛安全。
無(wú)人機(jī)上安裝了大量的傾角傳感器，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)監(jiān)測(cè)飛機(jī)的飛行姿態(tài)，通過(guò)無(wú)線電波傳輸?shù)降孛婵刂?a target="_blank">中心，高精度傾角傳感器系列屬于高精度高穩(wěn)定性系列，在飛機(jī)姿態(tài)校準(zhǔn)，帆船姿態(tài)控制等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
氣墊船
旅游用途氣墊船在國(guó)內(nèi)使用非常普遍，特別是海邊旅游城市和旅游島都已經(jīng)把氣墊船作為其主要的交通工具。氣墊船是一種利用高于大氣壓的空氣在船底與支承表面間形成氣墊，使全部或部分船體脫離支承表面而高速航行的船。氣墊船的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其易于登錄，這一點(diǎn)也就是在旅游島上尤顯珍貴。通常，旅游島嶼有多處隨意登錄的需求。但是，旅游島嶼不可能在任何地方多設(shè)立碼頭或泊位，這時(shí)候可利用氣墊船的特性，隨意在沙灘、灘涂草地等區(qū)域登錄。伴隨氣墊船在旅游區(qū)的大量使用，很多從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)氣墊船的人們都可以嘗試去駕駛它在海面上游玩，由于初次駕駛氣墊船沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)傾翻的現(xiàn)象，安全問(wèn)題也逐漸成為了重中之重的問(wèn)題，所以氣墊船生產(chǎn)廠家和旅游區(qū)的負(fù)責(zé)人員便想到使用傾角傳感器對(duì)氣墊船行駛中的實(shí)時(shí)姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并把相應(yīng)的傾斜角度值使用液晶儀表顯示的方法在駕駛艙中顯示出來(lái)，與此同時(shí)，把氣墊船的形式速度做了一定的限制，大大的增加了氣墊船的形式安全，有了傾角傳感器，即使從來(lái)沒(méi)有駕駛過(guò)氣墊船的人們也能夠很輕松簡(jiǎn)單的駕駛。
四輪定位
四輪定位儀的主要解決方案是對(duì)每個(gè)輪采用傾角傳感器來(lái)做測(cè)試，如果不正常，就校正掉。高精度傾角傳感器模塊，為各種對(duì)零點(diǎn)校正、靈敏度校正和寬溫度特性補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)指標(biāo)要求嚴(yán)格的工業(yè)水平測(cè)量控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，適用于汽車四輪定位、工業(yè)調(diào)平等應(yīng)用。
醫(yī)療應(yīng)用
自動(dòng)控制手術(shù)床的控制手柄，希望用雙軸傾角傳感器安裝在手柄中，通過(guò)控制手柄在橫滾和俯仰方向的移動(dòng)來(lái)控制電機(jī)傳動(dòng)進(jìn)程，以操作手術(shù)床的運(yùn)動(dòng)（只有X，Y兩個(gè)方向的橫滾和俯仰運(yùn)動(dòng)）。由于要安裝在手柄中，希望體積不要太大。
姿態(tài)控制
飛行器姿態(tài)的穩(wěn)定通常采用傾角傳感器控制，包括以下幾種方式：第一種是三軸穩(wěn)定，依靠姿態(tài)控制分系統(tǒng)使飛行器偏航軸方向始終保持與當(dāng)?shù)劂U垂線方向一致，以保對(duì)地觀測(cè)傳感始終對(duì)準(zhǔn)地面。其次是自旋穩(wěn)定，例如衛(wèi)星自轉(zhuǎn)軸對(duì)空間某點(diǎn)取向固定，使其姿態(tài)保持穩(wěn)定。第三種是重力梯度穩(wěn)定。在地球重力場(chǎng)作用下，轉(zhuǎn)動(dòng)物體的轉(zhuǎn)軸逐漸達(dá)到平衡狀態(tài)，與重力梯度方向一致，即同當(dāng)?shù)卮怪本€方向一致，以保持飛行器姿態(tài)的穩(wěn)定。我們將直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)置于星體上，指向地面的Z軸反映偏航方向，Y軸反映俯仰方向，X軸反映滾動(dòng)方向。星體在高空中沿局部地球鉛垂方向和軌道矢量方向運(yùn)行，不時(shí)地產(chǎn)生對(duì)三軸的偏移。為保證星體運(yùn)行中姿態(tài)的穩(wěn)定，應(yīng)使傾角傳感器Z軸指向精度達(dá)到與局部鉛垂方向誤差≤°，不致產(chǎn)生過(guò)渡的俯仰和滾動(dòng)，對(duì)偏航而言也應(yīng)使速度矢量的偏差保持°之內(nèi)。
如何來(lái)保養(yǎng)傾角傳感器
其實(shí)傳感器對(duì)于一個(gè)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)是一個(gè)很簡(jiǎn)單的儀器，同樣對(duì)于一個(gè)使用者來(lái)說(shuō)也是很簡(jiǎn)單的，類似選擇好傾角傳感器，首先必須知道你用的是傳感器ic還是傳感器模塊，不過(guò)現(xiàn)在的實(shí)際中采購(gòu)的直接就是傳感器模塊。傾角傳感器通過(guò)傳感器芯片采集重力加速度在傳感器敏感軸上的分量大小，控制單元對(duì)芯片傳輸?shù)拿}沖信號(hào)進(jìn)行處理，計(jì)算出傾角大小，經(jīng)過(guò)通訊單元輸出到網(wǎng)絡(luò)或顯示屏上。所以傾角傳感器最核心的就是芯片技術(shù)和控制程序的編寫。針對(duì)這兩大核心——傳感器芯片和控制單元，廠家主要是選擇合適芯片和編程控制然后生產(chǎn)傾角傳感器。就像手機(jī)一樣，你不需要知道里面的電路原理和通訊協(xié)議，你能在應(yīng)用層使用就可以，對(duì)于傳感器芯片也是一樣。傾角傳感器的基本原理也就是在一個(gè)硅片里面刻蝕了一個(gè)多晶硅表面微機(jī)械傳感器，并集成了一套精密的信號(hào)處理電路，信號(hào)處理電路能將表面微機(jī)械傳感器產(chǎn)生的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為占空比調(diào)制數(shù)字信號(hào)輸出。
根據(jù)物理力學(xué)可以知道，當(dāng)對(duì)象與基準(zhǔn)平面有一個(gè)角度的夾角時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向的加速度與重力加速度的比值和沒(méi)有夾角時(shí)其加速度與重力加速度的夾角α 是不同的。根據(jù)力的分解，重力加速度就會(huì)有分量作用在Ax方向，且Ax=gsinα，于是傾斜角α=sin-1（Ax/g）。但是，當(dāng)對(duì)象在基準(zhǔn)面方向上做變加速的運(yùn)動(dòng)時(shí)，其Ax同樣是一個(gè)變化值，這樣將由于無(wú)法區(qū)別對(duì)象的靜態(tài)加速度和動(dòng)態(tài)加速度而做出正確的判斷。傾角傳感器有雙軸單軸的區(qū)分，可以連續(xù)測(cè)量角度的變化，具體使用到的是單軸還是雙軸還是根據(jù)你使用的場(chǎng)所和使用的形式?jīng)Q定。應(yīng)用在雷達(dá)天線角度的測(cè)量，橋梁，山體，大壩工程機(jī)械臂等等姿態(tài)的檢測(cè)都得用到傾角傳感器。傾角傳感器的量程，精度的要求一般都是對(duì)應(yīng)好的某個(gè)傳感器的參數(shù)直接選型，量程通過(guò)雙軸的配合，可以實(shí)現(xiàn)360度傾角的測(cè)量。目前產(chǎn)品已經(jīng)非常穩(wěn)定。在一些需要進(jìn)行全量程傾角測(cè)量的場(chǎng)合，選擇360度產(chǎn)品是比較理想的。
傾角傳感器的使用壽命一般來(lái)說(shuō)是比較短的，是和他的使用環(huán)境有關(guān)系的，所以我們?cè)谑褂脙A角傳感器的時(shí)候注意惡劣的環(huán)境中保護(hù)好傳感器，尤其重要的是機(jī)械汽車上面我們必須經(jīng)常的檢測(cè)傳感器以及更換掉，高溫長(zhǎng)時(shí)間的操作等等都不利于傳感器的使用壽命。所以我們?cè)谶x擇好傾角傳感器的時(shí)候，一定要想到傳感器的使用中注意的安全隱患。