倾角传感器的相关知识

       概    述

       角度计量是几何量计量的重要组成部分。角度量的范围广，平面角按平面所在的空间位置可分为：在水平面内的水平角(或称方位角)，在垂直面内的垂直角(或倾斜角)，空间角是水平角和垂直角的合成；按量程可分为圆周分度角和小角度；按标称值可分为定角和任意角；按组成单元可分为线角度和面角度；按形成方式可分为固定角和动态角，固定角是指加工或装配成的零组件角度，仪器转动后恢复至静态时的角位置等；动态角是指物体或系统在运动过程中的角度，如卫星轨道对地球赤道面的夹角，精密设备主轴转动时的轴线角漂移，测角设备在一定角速度和角加速度运动时，输出的实时角度信号等。

       倾角传感器又称作倾斜仪、测斜仪、水平仪、倾角计，经常用于系统的水平角度变化测量，水平仪从过去简单的水泡水平仪到现在的电子水平仪是自动化和电子测量技术发展的结果。作为一种检测工具,它已成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。电子水平仪是一种非常精确的测量小角度的检测工具，用它可测量被测平面相对于水平位置的倾斜度、两部件相互平行度和垂直度。

       基  本  原  理

       理论基础是牛顿第二定律：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。

       当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。一般意义上的倾角传感器是静态测量或者准静态测量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片测出来的加速度就包含外界加速度，故而计算出来的角度就不准确了，因此，现在常用的做法是增加mems陀螺芯片，并采用优先的卡尔曼滤波算法。加速度3个轴，陀螺仪3个轴，所有这里产品也叫6轴或VG（vertical gyro）

       单轴和双轴的区别

       倾角传感器安装轴数分类可以分为单轴和双轴两个种类，单轴和双轴分别能测量什么角度，单轴倾角传感器只可以测绕一个轴产生的角度变化。双轴可以测相对与两个轴的角度变化。倾角传感器可以水平安装和垂直安装，根据安装的方式不同，单轴和双轴倾角传感器测量的角度也不同，双轴可以测量翻转和俯仰角，而单轴在选择水平安装时只能测翻转角或俯仰角，如果单轴在选择垂直安装时只能测翻转角，俯仰角不可选。

       和陀螺仪的区别

       陀螺仪是用高速回转体的动量矩灵敏壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测设备。陀螺仪的品种许多，按用处来分，它能够分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞翔体运动的自动操控体系中，作为水平 、笔直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪首要用于飞翔状况的指示，作为驾驭和领航外表运用。

       陀螺仪分为，压电陀螺仪，微机械陀螺仪，光纤陀螺仪和激光陀螺仪，它们都是电子式的，并且它们能够和加速度计，磁阻芯片，GPS，做成惯性导航操控体系。

       注  意  事  项

       在安装传感器时，不正确安装会导致测量角度误差大。要保证‘两面’和‘两线’的正确安装，安装时请注意以下两点：

       1.‘两面’指传感器安装面与被测物体的安装面完全紧靠（被测物体的安装面要尽可能水平），不能有夹角产生

       2.‘两线’指传感器轴线与被测面轴线平行，两轴线不能有夹角产生

       3.防爆的必要性：防爆形式分为隔爆型和本安型，长野产品多数为隔爆型。

       4.是否需要带指示：根据客户指示。

       5. 接点数量：一接点(一个输出)或两接点(两个输出)。

       6.设定值和压力范围的确定：推荐设定范围在压力范围的30%—65%之间，可设定范围为压力范围的15%—90%之间。

       7.接断差的形式：可调式或固定式。

       8.是否有脉动：如果压力有脉动或振动，需要带节流阀用以抑制脉动压力对仪表的损伤。

       9.带隔膜的场合：测定腐蚀性、高黏度或温度过高时，需要选用带隔膜。

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