倾角传感器的原理及应用

随着生产和科学的不断发展，角度测量越来越广泛的应用于工业科研等各领域，随着技术水平和测量准确度的不断提高，市场对于传感器的需求也是越来越大。

倾角传感器又称作倾斜仪、测斜仪、水平仪、倾角计，经常用于系统的水平角度变化测量，水平仪从过去简单的水泡水平仪到现在的电子水平仪是自动化和电子测量技术发展的结果。

倾角传感器的原理

倾角传感器的理论基础就是牛顿第二定律，根据基本的物理原理，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。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，让人们更方便使用它。

倾角传感器的分类

倾角传感器经常用于系统的水平测量，从工作原理上可分为“气体摆”、“固体摆”式、“液体摆”式三种。

一：气体摆

气体是密封腔体内的唯一运动体，它的质量较小，在大冲击或高过载时产生的惯性力也很小，具有较强的抗振动或冲击能力。但气体运动控制较为复杂，影响其运动的因素较多，其精度无法达到军用武器系统的要求。

二、固体摆

固体摆倾角传感器有明确的摆长和摆心，其机理基本上与加速度传感器相同。在实用中产品类型较多如电磁摆式，其产品测量范围、精度及抗过载能力较高，在武器系统中应用也较为广泛。

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三、液体摆

液体摆倾角传感器介于两者之间，系统稳定，广泛应用于高精度系统中，适合多种行业。

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倾角传感器的应用

海事地理：

山体滑坡，雪崩——倾角传感器配合液位传感器用于山体滑坡或雪崩监测，并将数据传输到环境监控平台，可以实时监测山体状态，有效减小山体滑坡带来的损失。

建筑工程：

高层建筑安全监测——目前世界上办公楼、居民楼越来越多，为了监测大楼的安全性能，可以利用高精度倾角传感器感应微小角度的变化，监测大楼的摆幅、震动、倾斜等。

水库大坝：

大坝安全监测——大坝垮塌事故已经发生多次，为了及时发出预警信号，减少财产损失，通过高精度倾角传感器的监测、观测，可以及时取得反映大坝和基岩形态变化以及环境对大坝作用的各种数据观测资料，分析估计大坝的安全程度，以便及时采取措施，设法保证大坝安全运行。


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