1、傾角傳感器 理論基礎理論基礎就是牛頓第二定律，傾角實際就是運用慣性原理的一種加速度計。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。傾角的測量都是和重力有關系。 F=ma傾角傳感器分類傾角傳感器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?！耙后w擺”接觸的為德國（被精量收購）HLP-NS系列傾角，其基本都為電解液原理的。 “固體擺”式接觸的為英國sherborne公司的LSO系列傾角。液體擺 液體擺的結構原理是在殼體內裝有導電液，并有三根鉑電極和外部相連

2、接，三根電極相互平行且間距相等，當殼體水平時，電極插入導電液的深度相同。如果在兩根電極之間加上幅值相等的交流電壓時，電極之間會形成離子電流，兩根電極之間的液體相當于兩個電阻RI和RIII。若液體擺水平時，則RIRIII。當殼體傾斜時，電極間的導電液不相等，三根電極浸入液體的深度也發生變化，但中間電極浸入深度基本保持不變。左邊電極浸入深度小，則導電液減少，導電的離子數減少，電阻RI增大，相對極則導電液增加，導電的離子數增加，而使電阻RIII 減少，即RIRIII。反之，若傾斜方向相反，則RIRIII。 還有測量電容變化的，如Accustar傾角，它內部就是兩外蓋之間夾了一片電容片，該電容片經過蝕

3、刻，組成兩個可變電容器。傳感器充進半滿的介電質溶液和惰性氣體。傳感器的旋轉使電容器產生線性的變化，影響了相應的輸出型號 對應的產品，HLP的NS系列為代表。但其電解液的液體原理也導致其在頻響較低。HLP的都在2Hz。 NS-5p 輸出為數字輸出和模擬輸出，波特率2400或者9600.更新率1Hz。數字精度0.01模擬精度0.05?？稍O置為單步輸出，并可以設置當前位置為零位。NS-5P2 輸出為數字輸出，無模擬 輸出。 對于NS-DMG2 其內部為AAL2的傾角傳感器模塊。上面搭載的電路處理模塊。從模擬信號轉化為數字輸出。AAL2模塊有eeprom。溫度信號，可以做精確的補償。 輸出形式為rs2

4、32，及電流，電壓，PWM，CANopen數字輸出的更新率在SW2.1后為16Hz。模擬量電壓輸出為0.5V4.5V，電流4-20mA。 固體擺固體擺在設計中廣泛采用力平衡式伺服系統，其由擺錘、擺線、支架組成。 Sherborne的lso系列傾角。力平衡伺服加速度傳感器由非接觸位移傳感器、力矩馬達、誤差和放大電路、反饋電路、懸臂質量塊五部分組成。 其輸出與角度的正弦值成正比。每個產品都有一個校準表上面對應著的詳細信息。還有關于溫度對其的影響，及參數。精確測量都需要用到。 輸出電壓=零位電壓+K*sin lso的輸出電壓會隨著溫度變化而變化。但給定參數會修正這些變化。例如下為0.6的時候45與2

5、2的輸出電壓值就不一樣。 Output at 0.6 and 45C = (Zero Output at 22C + (FRO x 0.0196% x (45-22) + (Calibration Output at 0.6 and 22C + (Calibration Output at 0.6 x -0.0017% x (45-22)溫度對傳感器的影響測試溫度對其的影響 電壓輸出溫度變化Self-Test 自檢測的目的就是測量傳感器內部的器件結構是否正常， 按照上圖給傳感器加相應的電流輸出端電壓輸出在5V 與LSO系列相似的也有Jewell。其原理性也為伺服原理。 TSD-232 雙軸傾角

6、。其也為伺服原理。見下圖。 伺服原理的傾角在動態性能上較電解液的要強，伺服原理傾角精度較高。 Crossbow CXTA系列 當角度小于20時可以近似的看做角度值與輸出電壓值呈線性的關系。線性誤差小于2%。大于20的時候就要用公式去計算。 Sens (V/g) = Sens (V/deg) * 180/Pi.35 mV/deg * 180/Pi = 2006 mV/g = 2.006 V/g CXTA02 X & Y 軸測量線性范圍 20 滿量程 7535 mV/ Sensitivity 溫度傳感器選項 0.05 分辯率50 Hz 帶寬 加速度計也可作為傾角來使用。測量在其敏感軸上的分量以確定

7、傾斜的角度。氣體擺氣體在受熱時受到浮升力的作用，如同固體擺和液體擺也具有的敏感質量一樣，熱氣流總是力圖保持在鉛垂方向上，因此也具有擺的特性?！皻怏w擺”式慣性元件由密閉腔體、氣體和熱線組成。當腔體所在平面相對水平面傾斜或腔體受到加速度的作用時，熱線的阻值發生變化，并且熱線阻值的變化是角度或加速度的函數，因而也具有擺的效應。比較就基于固體擺、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，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