什么是傾斜傳感器？傾斜傳感器的使用

什么是傾斜傳感器？

傾斜傳感器是檢測被測物體傾斜度的裝置。

測量相對于水平位置的傾斜度并檢測被測物體的傾斜度、角度和坡度。傾斜傳感器是一種檢測物體傾斜的裝置。

基于重力測量相對于水平位置的傾斜度，并顯示物體的傾斜度、角度和坡度。傾斜傳感器也稱為傾斜傳感器或角度傳感器。嚴格來說，傾斜傳感器僅指檢測傾斜的部分，并且存在添加了電子設(shè)備來調(diào)整輸入和輸出的傾斜計。

傾斜傳感器的使用

傾斜傳感器用于檢測傾斜并使用該數(shù)據(jù)來控制姿勢。具體用于保持工程機械裝載平臺水平、檢測起重機傾斜、調(diào)整汽車前燈照射角度等。它還用于檢查土地和房間的水平，并自動旋轉(zhuǎn)智能手機屏幕。

嚴格來說，傾斜傳感器僅指檢測傾斜的元件；如果加上電子設(shè)備來調(diào)節(jié)輸入和輸出，則稱為傾斜計。然而，通常包括輸入/輸出設(shè)備和計算設(shè)備的設(shè)備也被稱為傾斜傳感器。

傾斜傳感器原理

傾斜傳感器是一種通過在物體傾斜時產(chǎn)生電輸出來檢測物體傾斜的裝置。由于傾斜可能沿一軸、二軸和三軸發(fā)生，因此根據(jù)要檢測的傾斜軸的數(shù)量選擇傾斜傳感器非常重要。

此外，近年來，傾斜傳感器已從常用的在檢測到傾斜時打開和關(guān)閉的開關(guān)型傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合傳感技術(shù)的傳感器。檢測傾斜傳感器傾斜的方法包括電解質(zhì)型和MEMS型，這兩種方法從一開始就被使用。近年來，MEMS方法在精度和響應(yīng)時間方面已成為主流。

1.電解質(zhì)傾斜傳感器（電容傾斜傳感器） 

電解質(zhì)型傾斜傳感器利用液體表面始終水平的特性，并通過電容的變化來檢測液體的傾斜。具體而言，是在具有長度的一半左右的深度的空腔的筒狀體內(nèi)封入電解液（導電性液體），并且密封在長度方向上相對的電極板的結(jié)構(gòu)。

換句話說，相應(yīng)的電極大約其一半長度浸入電解質(zhì)中。當圓柱體沿其長度方向傾斜并在電極板之間施加電壓時，腔內(nèi)的電解液保持水平，導致相對電極浸入液體的部分存在差異，電路中的內(nèi)阻發(fā)生變化。電解質(zhì)傾斜傳感器的傾斜檢測是通過檢測該電路的內(nèi)阻變化并將其轉(zhuǎn)換為角度來執(zhí)行的。

但缺點是響應(yīng)時間比較慢，液位容易受振動影響。電解質(zhì)傾斜傳感器可以通過布置兩對彼此垂直的檢測電極來檢測兩個軸上的傾斜。

2. MEMS（微機電系統(tǒng)）傾斜傳感器

MEMS傾斜傳感器是利用微機電系統(tǒng)技術(shù)的傾斜傳感器。通過因傾斜而導致的部件彎曲來檢測傾斜，從而產(chǎn)生電輸出。MEMS傾斜傳感器具有固定在主體內(nèi)部的一對固定電極以及由彈簧支撐在該對固定電極之間的可動電極。

當MEMS傾斜傳感器繞固定電極和可動電極的支撐方向傾斜時，固定電極不移動而可動電極沿傳感器傾斜的方向移動。即，各固定電極與可動電極之間的電容發(fā)生變化。MEMS 傾斜傳感器的機制是檢測電容的變化并將其轉(zhuǎn)換為角度。

通過將可移動電極垂直于 XY 方向放置并將每個可移動電極夾在一對固定電極之間，可以檢測兩個軸上的傾斜。

3.其他方法

傾斜傳感器中使用的其他方法包括擺錘和石英。

擺錘型傾斜傳感器
擺錘型傾斜傳感器在主體內(nèi)部具有擺錘和磁阻元件等檢測部。擺錘傾斜傳感器檢測主體傾斜時擺錘運動引起的磁場變化，并將其計算為傾斜角度。

晶體傾斜傳感器
晶體傾斜傳感器是一種利用晶體諧振器特性的高靈敏度傾斜傳感器。由晶體制成的懸臂和保持部在一端彼此相對地固定，并且電極設(shè)置在懸臂和保持部的每一個上。

當傳感器傾斜時，保持部分不會彎曲，而懸臂會彎曲。當懸臂彎曲時，電極板之間的距離發(fā)生變化，電容也發(fā)生變化，而晶體傾斜傳感器的機制是測量電容作為頻率的變化。電容到頻率的轉(zhuǎn)換是通過將傾斜傳感器與晶體振蕩器和振蕩電路相結(jié)合來實現(xiàn)的。

有關(guān)傾斜傳感器的其他信息

加速度計

與傾斜傳感器類似，作為檢測傾斜的傳感器有加速度傳感器。傾斜傳感器本身輸出傾斜角度信息。由于其低頻波動，它對于測量慢運動或靜止條件下的傾角非常有效。另一方面，加速度傳感器是檢測施加到物體的加速度的傳感器。

加速度計利用牛頓運動定律，該定律指出作用在物體上的加速度與外力成正比，用于測量加速度本身或檢測外力的施加。由于它本身可以檢測加速度，因此可用于重力測量、地震測量等。此外，由于可以檢測外力的施加，因此除了重力方向之外，還可以檢測前后左右方向的運動，例如傾斜、振動、移動、沖擊和跌落。與傾斜傳感器相比，它具有更寬的頻帶，還可以測量快速運動。

由于這種差異，例如，使用傾斜傳感器來防止起重機和其他建筑車輛翻倒。另一方面，加速度計用于例如改變智能手機的垂直和水平顯示以適應(yīng)使用環(huán)境的應(yīng)用中。