Щербаков В
1.3. Огляд технічних характеристик датчиків кута нахилу
Інклінометр (датчик нахилу) – це датчик, призначений для вимірювання нахилу різних статичних (будівельні об'єкти та конструкції, великі механізми) та, до певної міри, динамічних об'єктів (підйомні крани, екскаватори) щодо гравітаційного поля Землі. Подібні датчики широко використовуються при будівництві залізниць, автомагістралей, мостів, опор великих генераторів і т.д. При зміні кута нахилу змінюється пропорційно сигнал на виході датчика. Вихідний сигнал може бути за струмом, напругою або цифровим типом (RS232 або RS485). Подальша обробка цього сигналу може бути проведена в різноманітних вимірювальних приладах, керуючих системах і т.д. Сам принцип роботи інклінометра ґрунтується на впливі гравітаційного поля Землі на його чутливий елемент. Якщо контрольований об'єкт не перебуває у статичному стані, показання датчика є результатом взаємного впливу як вектора земної гравітації, і всіх векторів прискорення і вібрації, які впливають на даний об'єкт. Всі датчики нахилу можна умовно розділити на три основні групи: це одноосьові (вісьX), двоосьові (осіXіY) та триосьові (осіX,YіZ) датчики.
В даний час на ринку широкого поширення набули такі інклінометри:
1. Інклінометри GNAMG, що випускаються фірмою Baumer IVO. Датчики призначені для високоточного двоосьового вимірювання кута нахилу. Застосування цифрового інтерфейсу дозволяє передавати точні значення кута нахилу, виробляти віддаленеконфігурування, робити передустановки з видачею сигналу керуючого на виконавчий пристрій. Програмовані параметри датчика: роздільна здатність, попереднє встановлення, проходження середнього значення. Вимірювальний цикл 10 Гц, встановлення показань не більше 0,5 с.
Простота монтажу та різноманітність інтерфейсів дають можливість використовувати ці датчики не тільки на стаціонарних, а й на рухомих об'єктах у таких галузях застосування, як визначення положення висотних споруд, гребель, стовбурів шахт, платформ, визначення величини прогинів та деформацій опор та балок мостових та тунельних конструкцій , контроль кутів нахилу автомобільних та залізниць. Крім того, вирішуються такі технічно складні питання, як визначення крену транспортних засобів на суші та на воді, у тому числі для будівельних та сільськогосподарських машин. Інклінометри знайшли своє застосування в суднобудуванні, нафтовидобувній, переробній промисловості, машинобудуванні, а також системах безпеки і сигналізації.
2. Інклінометри типу STS-003, що випускаються фірмою ЗАТ «Росприлад». Діапазони виміру нахилу становлять до ± 90°, використовуються одна або дві осі виміру. Характерні висока точність, висока роздільна здатність. Вихід можливий струмом або напругою. Датчик компактний, ударостійкий, ступінь захисту IP68. Використовується чутливий елемент на основі п'єзокераміки, проте не рекомендується використовувати такі датчики на об'єктах з підвищеною вібрацією.
3. Датчики кута нахилу серії РФ711, що випускаються фірмою ТОВ «РІФТЕК». Подібний датчик виконаний за технологією мікромеханіки і може застосовуватись для вимірювання кутів нахилу в системах контролю, керування та навігації.
4. Інклінометри серії NS, що випускаються фірмою "HL-Planartechnik". Використовується кондуктометричневимір кута нахилу. Особливість цього патентованого принципу виміру полягає в тому, що він базується на вимірі обсягу.
Фірма «HL-Planartechnik GmbH» пропонує дані датчики в різних виконаннях. Поряд з базовим модулем NS-25/B2 для Through Hole-монтажу, оптимізованим для різних діапазонів кута нахилу та різної в'язкості електроліту, пропонується також модуль NS-25/C2 для SMT-монтажу.
Фірма «HL-Planartechnik GmbH» пропонує також датчики кута нахилу у вигляді сенсорних модулів у виконанні у вигляді монтажної плати або в керамічному корпусі з інтегрованою електронікою. Ці модулі відрізняються низьким струмом споживання і електронікою, що легко адаптується. Для роботи датчиків необхідно лише підключити живлення, і на виході з'являється пропорційно-залежний від кута нахилу сигнал.
Сенсорний модуль виходить від виробника повністю відкаліброваним. Таким чином, при придбанні подібного модуля споживачеві надається можливим одразу вбудовувати його у свій системний корпус. Модульне виконання сенсора передбачає його використання у серійному виробництві замовника із середніми та великими обсягами виробництва. У розпорядження замовника надається ряд сенсорних модулів з різними вихідними сигналами (інтерфейсами), кількістю вимірюваних координат та конструктивним виконанням. З цієї великої кількості можна вибрати оптимально потрібний сенсор для кожного конкретного випадку застосування.
5. Датчики кута нахилу серії SBL1S, що випускаються фірмою Seika Mikrosystemtechnik GmbH.
Таблиця 1.1.Основні характеристики датчиків вимірювання кута нахилу