浅析倾角传感器的原理及应用

倾角传感器在当今生活中处处可见,那么你知道它的基本原理及应用吗?

        “倾角传感器”顾名思义,就是测量倾斜角度的一种角度传感器。倾角传感器应用场所极多,随着MEMS技术的发展,倾角传感器得到越来越广泛的应用。适合应用于工厂、山体、铁路、隧道、船业、机械、建筑业、医疗事业、桥梁铺设、水坝建设、汽车行业、核工业和航空航天事业等。

        倾角传感器基本原理

        倾角传感器理论基础是牛顿第二定律,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,就可以通过积分计算出线速度,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。 

        随着MEMS 技术的发展,惯性传感器件在过去的几年中成为最成功,应用最广泛的微机电系统器件之一,而微加速度计就是惯性传感器件的杰出代表。作为最成熟的惯性传感器应用,现在的MEMS 加速度计有非常高的集成度,即传感系统与接口线路集成在一个芯片上。 

        倾角传感器把MCU,MEMS加速度计,模数转换电路,通讯单元全都集成在一块非常小的电路板上面。可以直接输出角度等倾斜数据,让人们更方便的使用它。 

        倾角传感器MEMS传感部件示意图如下:

倾角传感器的原理及应用

        在加速或减速时,蓝色部分将向左或向右移动,蓝色和红色部分之间的电容则随之改变。通过测量电容C1和C2即可确定加速度。即在被测物倾斜时会产生的加速或减速,令MEMS传感部件中可移动部分向一侧移动。

倾角传感器的原理及应用

        倾角传感器的应用

        倾角传感器用于各种测量角度的应用中。例如,高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、远距离测距仪器、高空平台安全保护、定向卫星通讯天线的俯仰角测量、 船舶航行姿态测量、盾构顶管应用、大坝检测、地质设备倾斜监测、火炮炮管初射角度测量、雷达车辆平台检测、卫星通讯车姿态检测等等。

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