倾角传感器属于什么传感器，常用倾角传感器的原理是怎样的

很多朋友对倾角传感器属于什么传感器，常用倾角传感器的原理是怎样的不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

倾角传感器，也称为测斜仪、倾角仪、水准仪、倾角仪，常用于测量系统的水平角度变化。这些传感器曾经是简单的气泡液位计。随着自动化和电子测量技术的发展，倾角传感器的种类逐渐增多，可分为固体摆式、液体摆式和气体摆式三种倾角传感器。让我们来了解一下它们的工作原理。1、固体摆锤倾斜传感器

力平衡伺服系统广泛应用于固体摆的设计中，如图所示，由摆体、摆线和支架组成。摆受到重力G和摆张力T的作用，其合力F=G sin=mg sin。其中是摆线和垂直方向之间的夹角。在小角度范围内测量时，可以认为F与成线性关系，应变式倾角传感器就是基于这个原理。2、液体摆倾斜传感器

液体摆的结构原理是在玻璃外壳内填充导电液体，外部连接三个铂电极，三个电极相互平行，间距相等，如图所示。当壳体水平时，电极插入导电液体的深度是相同的。如果在两个电极之间施加等幅的交流电压，电极之间就会形成离子电流，两个电极之间的液体就相当于两个电阻RI和RIII。如果液体摆是水平的，ri=riii。

当玻璃外壳倾斜时，电极之间的导电液体不相等，三个电极的浸入深度发生变化，但中间电极的浸入深度基本保持不变。当左电极浸入深度较小时，导电液体减少，导电离子数量减少，电阻RI增加，而对电极增加导电液体，导电离子数量增加，电阻RIII减少，即RI >RIII。另一方面，如果倾斜方向相反，RI

在液体摆的应用中，液体位置的变化引起应变片的变化，引起输出电信号的变化，感知倾斜角度的变化。除了这种类型，还有一种“液体摆”，在电解质溶液中留下气泡，当设备倾斜时，气泡会移动以改变电容并诱导倾斜角。3、气体摆锤倾斜传感器

“气体摆”惯性元件由封闭腔体、气体和热线组成。当腔体所在平面相对于水平面倾斜或腔体受到加速度时，热线电阻发生变化，热线电阻的变化是角度q或加速度的函数，因此也具有摆效应。其中，热线电阻的变化是由气体和热线之间的能量交换引起的。

“气体摆”惯性器件的敏感机理是基于封闭腔体内的能量传递，腔体内有气体和热丝，热丝是唯一的热源。当设备通电时，气体被加热。对流是热线能量交换的主要形式。

气体摆式检测装置的核心敏感元件是热线。电流流过热线，产生热量，使热线保持一定的温度。热丝的温度高于周围气体的温度，动能增加，气体向上流动。在平衡状态下，如图4(a)所示，热丝在同一水平面上，通过它们的上升气流速度相同，即V1=V1’。此时气流对热线的影响是一样的，从公式(7)可以看出，流过热线的电流是一样的，电桥是平衡的。

当封闭空腔倾斜时，热丝相对于水平面的高度发生变化，如图4(b)所示。由于封闭腔体内的气体流动是连续的，热气流在向上运动的过程中依次通过下部和上部的热丝。

如果忽略气体上升过程中克服重力的能量损失，通过上方热丝的气流已经与下方热丝进行了热交换，这样通过两根热丝的气流速度就不一样了。这时，V2V2，所以流过两根热丝的电流也会相应变化，于是电桥失去平衡，输出一个电信号。倾斜角度不同，输出的电信号也不同。

固体、液体和气体摆的性能比较

就基于固体摆、液体摆和气体摆原理的倾角传感器而言，它们各有优势。重力场中，固体摆的敏感质量是摆质量，液体摆的敏感质量是电解液，气体摆的敏感质量是气体。气体是密封腔内唯一的运动体，质量小，在受到较大冲击或高过载时惯性力也小，因此具有较强的抗振动或冲击能力。

但是气体运动的控制比较复杂，影响其运动的因素很多，其精度不能满足军用武器系统的要求。

固体摆式倾角传感器具有确定的摆长和摆心，其机理与加速度传感器基本相同。实际中有很多类型的产品，如电磁摆，具有很高的量程、精度和抗过载能力，广泛应用于武器系统中。液体摆式传感器介于两者之间，但系统稳定，广泛应用于高精度系统，国内外产品多为这种。

目前，倾角传感器已经成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻探、航空导航、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可或缺的重要测量工具。

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