新闻资讯

Technical articles

×

感谢您的支持,我会继续努力的!

扫码支持
扫码打赏,你说多少就多少

打开支付宝扫一扫,即可进行扫码打赏哦

首页 > 新闻资讯 > 技术文章

双轴倾角传感器示值误差检测方法

来源:陕西省计量科学研究院 时间:2023-10-17 16:40:35

        一、双轴倾角传感器工作原理

   倾角传感器经常用于系统的水平角度变化测量,作为一种检测工具,它已成为航空航海、土木工程、石油钻井、工业自动化、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。用它可测量被测平面相对于水平位置的倾斜度、两部件相互之间的平行度和垂直度等。

        随着硅微机械传感器测量(MEMS)技术的发展,采用MEMS技术、数字输出的双轴倾角传感器使用逐渐增多。双轴倾角传感器(见图1)用于各种角度的测量。例如,高精度激光仪器的水平度、工程机械设备调平、远距离测距仪器、高空平台安全保护、定向卫星通信天线的俯仰角测量、船舶航行姿态测量、盾构顶管应用、大坝检测、火炮炮管初射角度测量、雷达车辆平台检测、卫星通信车姿态检测等。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。一般意义上的倾角传感器是静态测量或者准静态测量,一旦有外界加速度,那么加速度芯片测出的加速度就包含外界加速度,故计算出来的角度就不准确。因此,双轴倾角传感器采用高端MEMS技术,传感器内部采用高分辨力差分数模转换器,内置自动补偿和滤波算法,很大程度减小了环境变化引起的误差。把静态重力场的变化转换成倾角变化,通过数字方式直接输出当前的横滚角和俯仰角的角度值。因此,传感器的示值误差需要进行检测,保证其量值传递可靠。

         倾角传感器结构

        图1 倾角传感器结构

        二、检测方法

        根据双轴倾角传感器的原理分析,对双轴倾角传感器的校准方法设计如下,用角度转台校准装置参照JJF 1352-2012《角位移传感器校准规范》来校准双轴倾角传感器X轴示值误差、Y轴示值误差。标准器角度转台是英国某公司生产,分辨力为0.1″,准确度等级为2″,量值溯源到中国计量科学研究院。以德克西尔公司的双轴倾角传感器为例,见图2。

双轴倾角传感器

        图2 双轴倾角传感器

        转动角度转台产生0~360°任意标准角度角值,由转台数显装置读出,被测双轴倾角传感器接通稳压直流电源,通过PC终端串口助手或者数字方式直接显示角度值。传感器的安装面与被测量面固定必须紧密、平整、稳定,根据安装示意图(图3)进行安装。通过定做专用夹具、压板将双轴倾角传感器按照X轴和Y轴正确安装。分别进行测量得出X轴和Y轴的示值误差,见表1。

         倾角传感器安装示意图

        图3 安装示意图

         倾角传感器Y轴示值误差
表1 Y轴示值误差

        传感器轴线与被测量轴线必须平行,两轴线尽可能不要产生夹角,安装错误示例如图4所示。

         倾角传感器安装错误示例

        图4 安装错误示例

        该双轴倾角传感器测量范围为±30°,准确度0.005°,示值误差满足JJF 1352-2012的要求。

        三、结语

        本文分析了双轴倾角传感器的原理,利用现有的角度转台校准装置设计了此类传感器的校准方法,检测出其示值误差,保证了该传感器的量值传递的准确性。

         

        


关注公众号

了解更多传感器知识

公众号:德克西尔

传感器产品二维码

加微信

购买传感器产品

微信号:Drksir-13515810281

相关内容推荐
氢混合气配气系统的工作原理是什么?

氢混合气配气系统的工作原理是什么?

        氢混合气配气系统是一种用于精确混合氢气与其他气体的设备,其工作原理主要包括以下几个关键步骤:        1.气体输入        系统从外部气源引入氢气和其他需要配比的气体(如氮气、二氧化碳、氧气等),并通过气体进口管道进入配气装置。        2.比例控制        通过高精度的气体流量控制器或质量流量控制器(MFC),系统根据预设的比例或工艺需求,精确调节氢气与其他气体的流量。        3.气体混合        氢气和其他气体在混合腔或混合管中充分混合,形成所需比例的混合气体。混合过程通常采用动态配比技术,确保气体成分的均匀性和稳定性。        4.输出与应用        混合后的气体通过输出管道输送至目标工艺设备(如反应器、燃烧装置等),满足特定的工业或化工需求。        5.安全监测        系统配备气体浓度监测和安全保护装置,实时监控混合气体的成分和压力,确保运行安全。
2025.03.23
氢混合气配气系统的应用场景有哪些?

氢混合气配气系统的应用场景有哪些?

        氢混合气配气系统在多个工业和化工领域中发挥着重要作用,以下是其主要的应用场景:        1.合成氨工艺        氢气与氮气按3:1的比例混合,生成氨气,广泛应用于肥料生产。        2.甲醇合成工艺        氢气与二氧化碳混合,生成甲醇,作为燃料或化工原料。        3.加氢裂化工艺        氢气与烃类气体混合,用于重油裂解,提高轻质油产量。        4.合成气制备        氢气与一氧化碳混合,用于羰基合成或其他化学反应。        5.脱硫工艺        氢气与含硫气体混合,去除原料中的硫杂质,减少环境污染。        6.烃类蒸汽甲烷重整工艺        氢气与水蒸气混合,用于甲烷转化,提升天然气利用率。        7.燃烧反应        氢气与氧气混合,用于燃烧或氧化反应,常见于能源发电和工业加热。        8.其他特殊应用        电子工业:气相沉积制备半导体材料。        食品工业:保鲜气体混合,延长食品保质期。        医疗领域:氢氧混合气体用于治疗和康复。
2025.03.22
氢混合气配气系统可配比哪些气体?

氢混合气配气系统可配比哪些气体?

        氢混合配气系统是一种高度灵活的气体配比设备,能够根据具体的工艺需求混合多种气体,以实现精确的气体组成控制。以下是氢混合配气系统中常见的可配比气体类型及其应用场景:        1.氢气(H₂)        氢气是系统的核心气体,广泛应用于:        •合成氨工艺:与氮气(N₂)按比例混合。        •甲醇合成工艺:与二氧化碳(CO₂)混合。        •加氢裂化工艺:与烃类气体(如丙烷、丁烷等)混合。        •烃类蒸汽甲烷重整工艺:与水蒸气(H₂O)混合。        2.氮气(N₂)        氮气常作为惰性气体或稀释气体与氢气混合,应用于:        •合成氨工艺:与氢气按3:1的摩尔比混合。        •气体保护:在某些反应中作为保护气体,防止氢气与其他物质发生意外反应。        3.二氧化碳(CO₂)        二氧化碳与氢气的混合主要用于:        •甲醇合成工艺:与氢气按比例混合,生成甲醇(CH₃OH)。        •合成气制备:在煤气化工艺中,与氢气混合形成合成气(CO+H₂)。        4.烃类气体        烃类气体(如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等)与氢气的混合主要用于:        •加氢裂化工艺:与氢气混合后用于重油裂解。        •蒸汽甲烷重整工艺:与氢气和水蒸气混合,用于甲烷转化反应。        5.氧气(O₂)        在某些特定工艺中,氧气与氢气的混合用于:        •燃烧反应:与氢气按比例混合,用于燃烧或氧化反应。        •合成工艺:在特定条件下,与氢气混合生成水或其他产物。        6.水蒸气(H₂O)        水蒸气与氢气的混合主要用于:        •烃类蒸汽甲烷重整工艺:与氢气和甲烷混合,提高甲烷转化效率。        •水煤气变换工艺:与氢气混合,用于CO的进一步还原。        7.惰性气体        惰性气体(如氩气Ar、氦气He、氖气Ne等)可以与氢气混合,用于:        •稀释或保护:在某些敏感反应中,惰性气体用于稀释氢气或防止其与其他物质反应。        •吹扫或置换:在系统启动或停车时,用于吹扫反应装置。        8.含硫气体        含硫气体(如硫化氢H₂S、二氧化硫SO₂等)与氢气的混合主要用于:        •脱硫工艺:在加氢脱硫反应中,与氢气混合用于去除原料中的硫杂质。        •合成工艺:在某些特殊合成反应中,与氢气混合生成含硫化合物。        9.其他特殊气体        根据具体工艺需求,氢混合配气系统还可以配比以下气体:        •一氧化碳(CO):用于合成气制备或羰基合成工艺。        •甲烷(CH₄):用于蒸汽甲烷重整工艺。        •乙烷(C₂H₆):用于烃类裂解或加氢工艺。        •乙炔(C₂H₂):用于特定的加氢反应或合成工艺。
2025.03.22
在线客服

业务咨询

技术咨询

售后服务

PC端自动化二维码