傾角傳感器的原理及分類

　　傾角傳感器是運用慣性原理，測量相對于水平面的傾角變化量的一種加速度傳感器。由于傾角傳感器有著精度高，監測準確，預警及時的特點，適用于各種應用環境，基本不受外界影響，操作簡單，使用方便，故被廣泛用于各種測量角度的應用中。

　　一、什么是傾角傳感器?

　　傾角傳感器又稱作傾斜儀、測斜儀、水平儀、傾角計，經常用于系統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、工業自動化、智能平臺、機械加工等領域不可缺少的重要測量工具。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。

　　二、傾角傳感器的基本原理

　　傾角傳感器的理論基礎是牛頓第二定律：根據基本的物理原理，在一個系統內部，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。

　　三、常見的三種傾角傳感器

　　傾角傳感器經常用于系統的水平距離和物體的高度的測量，從工作原理上可分為固體擺式、液體擺式、氣體擺式三種傾角傳感器，這三種傾角傳感器都是利用地球萬有引力的作用，將傳感器敏感器件對大地的姿態角，即與大地引力的夾角 (傾角)這一物理量，轉換成模擬信號或脈沖信號。就基于固體擺、液體擺及氣體擺原理研制的傾角傳感器而言，它們各有所長。

　　1、固體擺傾角傳感器

　　固體擺的敏感質量是擺錘質量;固體擺傾角傳感器有明確的擺長和擺心，其機理基本上與加速度傳感器相同。在實用中產品類型較多如電磁擺式，其產品測量范圍、精度及抗過載能力較高，在武器系統中應用也較為廣泛。

　　2、液體擺傾角傳感器

　　液體擺的敏感質量是電解液;液體擺傾角傳感器介于兩者之間，但系統穩定，在高精度系統中，應用較為廣泛，且國內外產品多為此類。

　　3、氣體擺傾角傳感器

　　氣體擺的敏感質量是氣體;氣體是密封腔體內的唯一運動體，它的質量較小，在大沖擊或高過載時產生的慣性力也很小，所以具有較強的抗振動或沖擊能力。但氣體運動控制較為復雜，影響其運動的因素較多，其精度無法達到軍用武器系統的要求。