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電子發燒友網>電子資料下載>傳感與控制>傾角傳感器的工作原理和詳細資料介紹

傾角傳感器的工作原理和詳細資料介紹

2019-06-19 | rar | 0.03 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  一、傾角傳感器原理 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。

  1、“固體擺”式慣性器件 固體擺在設計中廣泛采用力平衡式伺服系統,如圖1所示,其由擺錘、擺線、支架組成, 擺錘受重力G和擺拉力T的作用,其合外力F為: (1)其中,θ為擺線與垂直方向的夾角。在小角度范圍內測量時,可以認為F與θ成線性關系。如應變式傾角傳感器就基于此原理。

  2、“液體擺”式慣性器件 液體擺的結構原理是在玻璃殼體內裝有導電液,并有三根鉑電極和外部相連接,三根電極相互平行且間距相等,如圖2所示。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RI=RIII。當玻璃殼體傾斜時,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。如圖3所示,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RI>RIII。反之,若傾斜方向相反,則RI<RIII。 在液體擺的應用中也有根據液體位置變化引起應變片的變化,從而引起輸出電信號變化而感知傾角的變化。在實用中除此類型外,還有在電解質溶液中留下一氣泡,當裝置傾斜時氣泡會運動使電容發生變化而感應出傾角的“液體擺”。

  3 “氣體擺”式慣性器件 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。“氣體擺”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q或加速度的函數,因而也具有擺的效應。其中熱線阻值的變化是氣體與熱線之間的能量交換引起的。

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