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。
當傾角傳感器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用,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。
隨著MEMS 技術的發展,慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應用最廣泛的微機電系統器件之一,而微加速度計(microaccelerometer)就是慣性傳感器件的杰出代表。作為最成熟的慣性傳感器應用,現在的MEMS 加速度計有非常高的集成度,即傳感系統與接口線路集成在一個芯片上。
傾角傳感器把MCU,MEMS加速度計,模數轉換電路,通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面。可以直接輸出角度等傾斜數據,讓人們更方便的使用它。
其特點是:硅微機械傳感器測量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。輸出角度以水準面為參考,基準面可被再次校準。數據方式輸出,接口形式包括RS232、RS485和可定制等多種方式。抗外界電磁干擾能力強。承受沖擊振動10000G。
傾角傳感器經常用于系統的水平測量,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,下面就它們的工作原理進行介紹。
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.