首頁 > 技術文章
我司做自動化行業(yè)已經(jīng)10年，在德國、美國、上海、廣東都有自己的公司，專業(yè)從事進口貿易行業(yè)。
承蒙大家的厚愛，今天講解德國IFM易福門傾角傳感器的工作原理
角度計量是幾何量計量的重要組成部分。角度量的范圍廣，平面角按平面所在的空間位置可分為：在水平面內的水平角(或稱方位角)，在垂直面內的垂直角(或傾斜角)，空間角是水平角和垂直角的合成；按量程可分為圓周分度角和小角度；按標稱值可分為定角和任意角；按組成單元可分為線角度和面角度；按形成方式可分為固定角和動態(tài)角，固定角是指加工或裝配成的零組件角度，儀器轉動后恢復至靜態(tài)時的角位置等；動態(tài)角是指物體或系統(tǒng)在運動過程中的角度，如衛(wèi)星軌道對地球赤道面的夾角，精密設備主軸轉動時的軸線角漂移，測角設備在一定角速度和角加速度運動時，輸出的實時角度信號等。
IFM傾角傳感器又稱作傾斜儀、測斜儀、水平儀、傾角計，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測量，水平儀從過去簡單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動化和電子測量技術發(fā)展的結果。作為一種檢測工具,它已成為橋梁架設、鐵路鋪設、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動化、智能平臺、機械加工等領域*的重要測量工具。電子水平儀是一種非常精確的測量小角度的檢測工具，用它可測量被測平面相對于水平位置的傾斜度、兩部件相互平行度和垂直度。
理論基礎是牛頓第二定律：根據(jù)基本的物理原理，在一個系統(tǒng)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IFM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。一般意義上的IFM傾角傳感器是靜態(tài)測量或者準靜態(tài)測量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測出來的加速度就包含外界加速度，故而計算出來的角度就不準確了，因此，常用的做法是增加mems陀螺芯片，并采用優(yōu)先的卡爾曼濾波算法。加速度3個軸，陀螺儀3個軸，所有這里產品也叫6軸或VG（vertical gyro）。
隨著MEMS 技術的發(fā)展，慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應用*泛的微機電系統(tǒng)器件之一，而微加速度計（microaccelerometer）就是慣性傳感器件的杰出代表。作為的慣性傳感器應用，在的MEMS 加速度計有非常高的集成度，即傳感系統(tǒng)與接口線路集成在一個芯片上。
IFM傾角傳感器把MCU，MEMS加速度計，模數(shù)轉換電路，通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面?？梢灾苯虞敵鼋嵌鹊葍A斜數(shù)據(jù)，讓人們更方便的使用它。
特點
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(shù)據(jù)方式輸出，接口形式包括RS232、RS485和可定制等多種方式?？雇饨珉姶鸥蓴_能力強。 承受沖擊振動10000G。
用途
IFM傾角傳感器用于各種測量角度的應用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機械設備調平、遠距離測距儀器、高空平臺安全保護、定向衛(wèi)星通訊天線的俯仰角測量、船舶航行姿態(tài)測量、盾構頂管應用、大壩檢測、地質設備傾斜監(jiān)測、火炮炮管初射角度測量、雷達車輛平臺檢測、衛(wèi)星通訊車姿態(tài)檢測等等。
高精度單軸傾斜角度傳感器以基于電容式3D-MEMS技術的單軸傾斜角度傳感器，在全溫區(qū)都能表現(xiàn)出它的可靠性，超凡的穩(wěn)定性及的高精度。傾斜角度傳感器系列傾斜角度傳感器根據(jù)汽車行業(yè)的可靠性、穩(wěn)定性要求所設計、生產和測試的。系列傾斜角度傳感器具有顯著的負載能力和非常好的沖擊耐久性，而不需要附加的其他器件。IFM傾角傳感器是模擬加速度傳感器產品中的一員，與加速度傳感器*兼容。
IFM傾角傳感器可以調節(jié)輸出頻率，內置零位調整，可以根據(jù)要求定制零位調整按鈕，從而實一定的角度置零的功能。這對于要測量相對傾角的場合非常有用，使用完畢后可以重新回歸零位。IFM傾角傳感器在這種場合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測量前使用零位按鈕實現(xiàn)清零功能，傳感器在此之后讀出來的數(shù)據(jù)就是相對于該平面的相對傾角。
當要求輸出比較穩(wěn)定時，建議使用比較平緩的輸出，以使輸出的值趨向平和，而變化不至于太劇烈。如果要求非常及時的輸出，比如在測量有較高頻率的振動的場合，可以使用高頻輸出，不過，輸出會因為響應時間非常短而不穩(wěn)定。同時，可以使用內部濾波功能，以實現(xiàn)在振動場合測量傾角的目標。
傾角測量
通過雙軸的配合，其原理是用歐拉角的形式表示一個坐標系的轉動，可以實現(xiàn)360度傾角的測量。產品已經(jīng)非常穩(wěn)定。在一些需要進行全量程傾角測量的場合，選擇360度產品是比較理想的。
1.應用于農用翻斗車
由于翻斗車通常會在有一定坡度的環(huán)境中工作，所以大量的翻斗車生產廠家都在車上裝有一個雙軸的IFM傾角傳感器，并設計有專門的顯示儀表顯示傳感器測量出來的角度，為駕駛員安全駕駛提供可靠的參考數(shù)據(jù)。不僅如此，當翻斗車在相對水平的公路上行駛時，IFM傾角傳感器也能測量到當前行駛時的傾斜角度，為車體結構的微量改變提供準確的參考數(shù)據(jù)。
2.應用于塔式起重機
在塔式起重機防傾翻監(jiān)控儀中，其中主要的一部分是IFM傾角傳感器。IFM傾角傳感器的作用在于實時測量塔身傾斜的角度。由于塔身頂端的傾角變化很小，IFM傾角傳感器采樣頻率要在0.5-10Hz范圍內，測量精度高于0.05度。同時要過濾掉塔頂震動引起的噪聲、保證通信可靠、判斷準確。
3.應用于板式傳送機
在板式傳送機安裝過程中，可以將IFM傾角傳感器安裝于傳送機的頂部，可以直接測量出傳送機的當前傾斜角度大大簡化了安裝過程，在使用過程中，可以利用軟件還設置報警角度，省時省心。由此可以看出，借助IFM傾角傳感器代替以前憑經(jīng)驗安裝，大大提高了板式傳送機的安裝速度和工作效率。
4.應用于數(shù)控機床
在數(shù)控機床零件加工的過程中，怎么保證加工的幾何精度呢。這就取決于數(shù)控機床的幾何精度的，數(shù)控機床的幾何精度綜合反映機床的關鍵零部件組裝后的幾何形狀誤差,而IFM傾角傳感器是控制數(shù)控機床幾何精度的不錯之選。
數(shù)控機床的幾何精度檢查包括：工作臺面的平面度、各坐標方向移動的相互垂直度、X坐標方向移動時工作臺面的平行度、Y坐標方向移動時工作服臺面的平行度等方面，通常在這些的檢查項目中使用水準儀，但隨著科技的發(fā)展，傳感器技術的提高，在數(shù)控機床的幾何精度檢查中逐漸開始使用IFM傾角傳感器來對平面度和垂直度的檢查，IFM傾角傳感器不僅能夠得知平面是否水平或垂直，還能定量的知道水平或垂直到什么程度，更好的為機床的幾何精度進行檢查。
