仁科小課堂丨傾角傳感器的原理及應(yīng)用
隨著生產(chǎn)和科學(xué)的不斷發(fā)展，角度測(cè)量越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)科研等各領(lǐng)域，隨著技術(shù)水平和測(cè)量準(zhǔn)確度的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)于傳感器的需求也是越來越大。
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(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。
傾角傳感器的原理
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，速度無法被測(cè)量，但可以測(cè)量其加速度。如果初速度已知，就可以通過積分計(jì)算出線速度，進(jìn)而可以計(jì)算出直線位移，所以傾角傳感器是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器。
傾角傳感器的分類
傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量，從工作原理上可分為“氣體擺”、“固體擺”式、“液體擺”式三種。
一：氣體擺
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，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。
二、固體擺
固體擺傾角傳感器有明確的擺長(zhǎng)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。
三、液體擺
液體擺傾角傳感器介于兩者之間，系統(tǒng)穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于高精度系統(tǒng)中，適合多種行業(yè)。
傾角傳感器的應(yīng)用
海事地理：
山體滑坡，雪崩——傾角傳感器配合液位傳感器用于山體滑坡或雪崩監(jiān)測(cè)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)江h(huán)境監(jiān)控平臺(tái)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)山體狀態(tài)，有效減小山體滑坡帶來的損失。
建筑工程：
高層建筑安全監(jiān)測(cè)——目前世界上辦公樓、居民樓越來越多，為了監(jiān)測(cè)大樓的安全性能，可以利用高精度傾角傳感器感應(yīng)微小角度的變化，監(jiān)測(cè)大樓的擺幅、震動(dòng)、傾斜等。
水庫(kù)大壩：
大壩安全監(jiān)測(cè)——大壩垮塌事故已經(jīng)發(fā)生多次，為了及時(shí)發(fā)出預(yù)警信號(hào)，減少財(cái)產(chǎn)損失，通過高精度傾角傳感器的監(jiān)測(cè)、觀測(cè)，可以及時(shí)取得反映大壩和基巖形態(tài)變化以及環(huán)境對(duì)大壩作用的各種數(shù)據(jù)觀測(cè)資料，分析估計(jì)大壩的安全程度，以便及時(shí)采取措施，設(shè)法保證大壩安全運(yùn)行。
