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“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”式倾角传感器

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文章出处:网责任编辑:作者:人气:-发表时间:2018-01-09 12:11:00

如题所示,“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”式倾角传感器,是最普遍在三种倾角传感器,主要用于系统的水平测量。说起这个,小编很任性的想到了工地上常用的水平测量仪---水平尺,不过这两者可是有着天壤之别的亲戚。下面我们就分别说下这三种形式的倾角传感器。

“固体摆”式倾角传感器。

固体摆在设计中广泛采用力平衡式伺服系统,如下图所示,其由摆锤、摆线、支架组成,摆锤受重力G和摆拉力T的作用,其合外力F为:FG,sinθ=mg,sinθ其中,θ为摆线与垂直方向的夹角。小角度范围内测量时,可以认为F与θ成线性关系。如应变式倾角传感器就是基于此原理。

倾角传感器

“液体摆”式倾角传感器

液体摆的结构原理是在玻璃壳体内装有导电液,并有三根铂电极和外部相连接,三根电极相互平行且间距相等,如下左图所示。当壳体水平时,电极插入导电液的深度相同。如果在两根电极之间加上幅值相等的交流电压时,电极之间会形成离子电流,两根电极之间的液体相当于两个电阻RI RIII。若液体摆水平时,则RIRIII。当玻璃壳体倾斜时,电极间的导电液不相等,三根电极浸入液体的深度也发生变化,但中间电极浸入深度基本保持不变。在液体摆的应用中也有根据液体位置变化引起应变片的变化,从而引起输出电信号变化而感知倾角的变化。在实用中除此类型外,还有在电解质溶液中留下一气泡,当装置倾斜时气泡会运动使电容发生变化而感应出倾角的“液体摆”。

“气体摆”式倾角传感器

气体在受热时受到浮升力的作用,如同固体摆和液体摆也具有的敏感质量一样,热气流总是力图保持在铅垂方向上,因此也具有摆的特性。“气体摆”式惯性元件由密闭腔体、气体和热线组成。当腔体所在平面相对水平面倾斜或腔体受到加速度的作用时,热线的阻值发生变化,并且热线阻值的变化是角度q或加速度的函数,因而也具有摆的效应。“气体摆”式惯性器件的敏感机理基于密闭腔体中的能量传递,在密闭腔体中有气体和热线,热线是唯一的热源。当装置通电时,对气体加热。在热线能量交换中对流是主要形式。当流体的动力学粘度、密度和热传导特性一定时,若热线周围流体的速度不同,则流过热线的电流也不同,从而引起热线两端的电压也产生相应的变化。气体摆式惯性器件就是根据这一原理研制的。

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