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     德國(guó)BALLUFF巴魯夫傾角傳感器的應(yīng)用場(chǎng)合和案例解析

角度計(jì)量是幾何量計(jì)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(nèi)的水平角(或稱方位角)，在垂直面內(nèi)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(biāo)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(dòng)態(tài)角，固定角是指加工或裝配成的零組件角度，儀器轉(zhuǎn)動(dòng)后恢復(fù)至靜態(tài)時(shí)的角位置等；動(dòng)態(tài)角是指物體或系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中的角度，如衛(wèi)星軌道對(duì)地球赤道面的夾角，精密設(shè)備主軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的軸線角漂移，測(cè)角設(shè)備在一定角速度和角加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，輸出的實(shí)時(shí)角度信號(hào)等。

BALLUFF傾角傳感器又稱作傾斜儀、測(cè)斜儀、水平儀、傾角計(jì)，經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平角度變化測(cè)量，水平儀從過去簡(jiǎn)單的水泡水平儀到的電子水平儀是自動(dòng)化和電子測(cè)量技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。作為一種檢測(cè)工具,它已成為橋梁架設(shè)、鐵路鋪設(shè)、土木工程、石油鉆井、航空航海、工業(yè)自動(dòng)化、智能平臺(tái)、機(jī)械加工等領(lǐng)域*的重要測(cè)量工具。電子水平儀是一種非常精確的測(cè)量小角度的檢測(cè)工具，用它可測(cè)量被測(cè)平面相對(duì)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(chǔ)是牛頓第二定律：根據(jù)基本的物理原理，在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部，速度是無法測(cè)量的，但卻可以測(cè)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(jìn)而可以計(jì)算出直線位移，所以它其實(shí)是運(yùn)用慣性原理的一種加速度傳感器。當(dāng)BALLUFF傾角傳感器靜止時(shí)也就是側(cè)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BALLUFF傾角傳感器是靜態(tài)測(cè)量或者準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，一旦有外界加速度，那么加速度芯片測(cè)出來的加速度就包含外界加速度，故而計(jì)算出來的角度就不準(zhǔn)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(gè)軸，陀螺儀3個(gè)軸，所有這里產(chǎn)品也叫6軸或

隨著MEMS 技術(shù)的發(fā)展，慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應(yīng)用泛的微機(jī)電系統(tǒng)器件之一，而微加速度計(jì)（microaccelerometer）就是慣性傳感器件的杰出代表。作為的慣性傳感器應(yīng)用，在的MEMS 加速度計(jì)有非常高的集成度，即傳感系統(tǒng)與接口線路集成在一個(gè)芯片上。

BALLUFF傾角傳感器把MCU，MEMS加速度計(jì)，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面。可以直接輸出角度等傾斜數(shù)據(jù)，讓人們更方便的使用它。

特點(diǎn)

硅微機(jī)械傳感器測(cè)量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。輸出角度以水準(zhǔn)面為參考，基準(zhǔn)面可被再次校準(zhǔn)。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。抗外界電磁干擾能力強(qiáng)。 承受沖擊振動(dòng)10000G。

用途

BALLUFF傾角傳感器用于各種測(cè)量角度的應(yīng)用中。例如，高精度激光儀器水平、工程機(jī)械設(shè)備調(diào)平、遠(yuǎn)距離測(cè)距儀器、高空平臺(tái)安全保護(hù)、定向衛(wèi)星通訊天線的俯仰角測(cè)量、船舶航行姿態(tài)測(cè)量、盾構(gòu)頂管應(yīng)用、大壩檢測(cè)、地質(zhì)設(shè)備傾斜監(jiān)測(cè)、火炮炮管初射角度測(cè)量、雷達(dá)車輛平臺(tái)檢測(cè)、衛(wèi)星通訊車姿態(tài)檢測(cè)等等。

角度測(cè)量，零位調(diào)整，水平調(diào)整

傾角開關(guān)（十二路開關(guān)信號(hào)）

安全控制，報(bào)警，監(jiān)控

機(jī)械臂，大壩，建筑，橋梁角度測(cè)量

對(duì)準(zhǔn)控制，彎曲控制。

初始位置控制，傾角姿態(tài)記錄儀

高精度單軸傾斜角度傳感器以基于電容式3D-MEMS技術(shù)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(shè)計(jì)、生產(chǎn)和測(cè)試的。系列傾斜角度傳感器具有顯著的負(fù)載能力和非常好的沖擊耐久性，而不需要附加的其他器件。BALLUFF傾角傳感器是模擬加速度傳感器產(chǎn)品中的一員，與加速度傳感器*兼容。

BALLUFF傾角傳感器可以調(diào)節(jié)輸出頻率，內(nèi)置零位調(diào)整，可以根據(jù)要求定制零位調(diào)整按鈕，從而實(shí)一定的角度置零的功能。這對(duì)于要測(cè)量相對(duì)傾角的場(chǎng)合非常有用，使用完畢后可以重新回歸零位。BALLUFF傾角傳感器在這種場(chǎng)合使用，只要將傳感器固定在一定的平面，測(cè)量前使用零位按鈕實(shí)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(duì)于該平面的相對(duì)傾角。

濾波功能

當(dāng)要求輸出比較穩(wěn)定時(shí)，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(shí)的輸出，比如在測(cè)量有較高頻率的振動(dòng)的場(chǎng)合，可以使用高頻輸出，不過，輸出會(huì)因?yàn)轫憫?yīng)時(shí)間非常短而不穩(wěn)定。同時(shí)，可以使用內(nèi)部濾波功能，以實(shí)現(xiàn)在振動(dòng)場(chǎng)合測(cè)量?jī)A角的目標(biāo)。

傾角測(cè)量

通過雙軸的配合，其原理是用歐拉角的形式表示一個(gè)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)360度傾角的測(cè)量。產(chǎn)品已經(jīng)非常穩(wěn)定。在一些需要進(jìn)行全量程傾角測(cè)量的場(chǎng)合，選擇360度產(chǎn)品是比較理想的。

1.應(yīng)用于農(nóng)用翻斗車

由于翻斗車通常會(huì)在有一定坡度的環(huán)境中工作，所以大量的翻斗車生產(chǎn)廠家都在車上裝有一個(gè)雙軸的BALLUFF傾角傳感器，并設(shè)計(jì)有專門的顯示儀表顯示傳感器測(cè)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(dāng)翻斗車在相對(duì)水平的公路上行駛時(shí)，BALLUFF傾角傳感器也能測(cè)量到當(dāng)前行駛時(shí)的傾斜角度，為車體結(jié)構(gòu)的微量改變提供準(zhǔn)確的參考數(shù)據(jù)。

2.應(yīng)用于塔式起重機(jī)

在塔式起重機(jī)防傾翻監(jiān)控儀中，其中主要的一部分是BALLUFF傾角傳感器。BALLUFF傾角傳感器的作用在于實(shí)時(shí)測(cè)量塔身傾斜的角度。由于塔身頂端的傾角變化很小，BALLUFF傾角傳感器采樣頻率要在0.5-10Hz范圍內(nèi)，測(cè)量精度高于0.05度。同時(shí)要過濾掉塔頂震動(dòng)引起的噪聲、保證通信可靠、判斷準(zhǔn)確。

3.應(yīng)用于板式傳送機(jī)

在板式傳送機(jī)安裝過程中，可以將BALLUFF傾角傳感器安裝于傳送機(jī)的頂部，可以直接測(cè)量出傳送機(jī)的當(dāng)前傾斜角度大大簡(jiǎn)化了安裝過程，在使用過程中，可以利用軟件還設(shè)置報(bào)警角度，省時(shí)省心。由此可以看出，借助BALLUFF傾角傳感器代替以前憑經(jīng)驗(yàn)安裝，大大提高了板式傳送機(jī)的安裝速度和工作效率。

4.應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床

在數(shù)控機(jī)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(jī)床的幾何精度的，數(shù)控機(jī)床的幾何精度綜合反映機(jī)床的關(guān)鍵零部件組裝后的幾何形狀誤差,而BALLUFF傾角傳感器是控制數(shù)控機(jī)床幾何精度的。

數(shù)控機(jī)床的幾何精度檢查包括：工作臺(tái)面的平面度、各坐標(biāo)方向移動(dòng)的相互垂直度、X坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作臺(tái)面的平行度、Y坐標(biāo)方向移動(dòng)時(shí)工作服臺(tái)面的平行度等方面，通常在這些的檢查項(xiàng)目中使用水準(zhǔn)儀，但隨著科技的發(fā)展，傳感器技術(shù)的提高，在數(shù)控機(jī)床的幾何精度檢查中逐漸開始使用BALLUFF傾角傳感器來對(duì)平面度和垂直度的檢查，BALLUFF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(jī)床的幾何精度進(jìn)行檢查。