¿El inclinómetro oceánico es el mismo dondequiera que se coloque?
Los inclinómetros tienen una historia de más de 100 años como dispositivo para medir el ángulo de un objeto con respecto al nivel del mar. Desde el nivel de burbuja tradicional hasta el principio actual de aceleración de corriente, el principio del electrolito y el principio de capacitancia del líquido, se han desarrollado muy bien, la precisión del producto continúa mejorando, los campos de aplicación se han vuelto cada vez más amplios y profesionales, y hay muchos fabricantes. Sin embargo, las descripciones de precisión de la mayoría de los sensores de inclinación del mercado son vagas o tienen algunas desviaciones.
En términos generales, existen descripciones generales y deterministas de precisión basadas en leyes de metrología y estándares nacionales/internacionales relevantes, pero estas descripciones son universales y es cuestionable si son aplicables al campo de los sensores de inclinación.
Podemos obtener descripciones de precisión de varios productos o proveedores de sensores de inclinación en todo el mercado. La mayoría de ellos utilizan la no linealidad del sensor de inclinación como la precisión de medición del sensor, que tiene una cierta desviación.
Primero debemos analizar los factores que afectan la precisión de la medición del sensor de inclinación y luego discutir cómo definir la precisión del sensor de inclinación.
Tomemos como ejemplo el sensor de inclinación basado en el principio de aceleración. Mide el componente de la aceleración de la gravedad en el eje sensible del sensor de aceleración y lo convierte en datos de ángulo, es decir, el ángulo de inclinación y los valores de aceleración son sinusoidales. Este principio se explica detalladamente en muchos documentos y descripciones de productos.
Desde esta perspectiva, sólo los acelerómetros con respuesta CC pueden medir el ángulo de inclinación. En esencia, el sensor de inclinación tiene las propiedades de un acelerómetro, por lo que las fuentes de error del sensor de inclinación se pueden determinar estudiando las fuentes de error en el proceso de medición de la aceleración. En numerosas publicaciones se puede encontrar que la precisión de las mediciones de los acelerómetros está estrechamente relacionada con los siguientes indicadores:
Error de sensibilidad, compensación del cero, no linealidad, error del eje horizontal, respuesta de frecuencia, compensación del eje de entrada, precisión de las mediciones repetidas. , Desplazamiento del eje vertical, efectos de la temperatura en el punto cero y la sensibilidad (incluida la deriva y la repetibilidad de la curva de temperatura), el ruido y la densidad del ruido, etc.
No es difícil encontrar que la precisión de la medición repetida es difícil de compensar, lo que depende de las características del dispositivo sensible al núcleo; la repetibilidad de la curva de temperatura también depende de las características del dispositivo sensible al núcleo; , que es difícil de mejorar mediante compensaciones. El error de sensibilidad también depende de las características del dispositivo sensible central, pero también está relacionado con la respuesta de frecuencia. En circuitos posteriores, el ruido y la densidad del ruido se pueden reducir mediante filtrado de hardware o filtrado de software; dado que la respuesta de frecuencia de un acelerómetro utilizado como sensor de inclinación es generalmente de alrededor de 30 Hz, la prueba real tiene poco impacto en la sensibilidad y puede ignorarse.
Se puede ver que el acelerómetro es el elemento central sensible del sensor de inclinación, y su error del eje horizontal, la desalineación del eje de entrada, la desalineación del eje vertical y la no linealidad deben incluirse en los factores de error de inclinación. medición. No sólo compensa la no linealidad sino que también sirve como precisión de medición del sensor de inclinación.
El error del eje horizontal se refiere al error que se genera cuando el sensor aplica una determinada aceleración o se inclina en un determinado ángulo en la dirección perpendicular a su eje sensible, y se acopla a la señal de salida del sensor. Para un sensor de inclinación de un solo eje con un rango de medición de ±30° (suponiendo que la dirección X es la dirección de medición de inclinación), cuando ocurre una inclinación de 10° perpendicular a la dirección X en el espacio (en este momento, la inclinación real medida El ángulo de inclinación en la dirección X permanece sin cambios, como 8,505°), la señal de salida del sensor producirá un error adicional debido a esta inclinación de 10°, lo que se denomina error. Este error adicional depende del producto. Cuando el sensor de inclinación comprende que el error del eje horizontal es 3FS, el error adicional es 0,1 × 30 = 0,3 y el ángulo de salida real del sensor simplemente se estima en 8,815 (= 8,505 · 0,3). En este momento, incluso si el error no lineal del sensor de inclinación alcanza 0,001, en comparación con el error del eje horizontal, este error no lineal puede ignorarse, es decir, como precisión de medición del sensor de inclinación, el error del eje horizontal debe ser. incluido, de lo contrario provocará grandes errores de medición.
La desalineación permitida del eje de entrada se refiere a la desviación de instalación horizontal (dirección Z) permitida del sensor durante el proceso de instalación real, que en realidad incluye errores en la desalineación del eje de entrada y la desalineación del eje vertical.
Generalmente, se requiere que el sensor de inclinación mantenga la dirección de inclinación paralela o coincidente con el borde especificado del sensor durante la instalación, lo que significa que se puede permitir una cierta desviación del ángulo de instalación sin afectar la precisión de la medición del sensor. Cuando el eje sensible del sensor de inclinación no coincide con la dirección de inclinación real, el error adicional cambiará de forma sinusoidal a medida que aumenta el ángulo de inclinación. Las pruebas reales muestran que cuando el ángulo entre el eje sensible del sensor de inclinación y la dirección de inclinación real excede los 3°, para un sensor de inclinación con un error lineal de 0,01 dentro de un rango de 30°, el error adicional alcanzará 0,3 ~ 0,5. que es mucho mayor que el error no lineal.
Por lo tanto, para el sensor de inclinación, su precisión normal de medición de temperatura debe incluir no linealidad, repetibilidad, histéresis, polarización cero y error del eje horizontal. La fórmula de cálculo de la síntesis del error es:
. δ =(No linealidad 2 Repetibilidad 2 Histéresis 2 Desplazamiento cero 2 Error del eje horizontal 2)1/2
Los indicadores de precisión de los sensores de inclinación con otros principios de funcionamiento también deben determinarse según el mismo método de cálculo del error, y No sólo la no linealidad como precisión.
Apéndice 1
Las principales ventajas técnicas del sensor de inclinación SST de Huige
El sensor de inclinación SST tiene un buen rendimiento de medición de ángulo y combina creativamente el error del eje horizontal y cero La compensación es un componente importante de la precisión de la medición. (Nota: Otros productos de sensores de inclinación generales solo utilizan la no linealidad como precisión de medición del sensor). Al mismo tiempo, para resolver los problemas de instalación en el sitio del usuario y el problema de que la dirección de inclinación real no puede ser completamente paralela o coincidente con la dirección sensible del sensor de inclinación, se proporciona especialmente el parámetro "desalineación permitida del eje de entrada". . A través de este parámetro, los usuarios pueden saber exactamente cómo instalar y reducir el tiempo de instalación, y también obtener una buena precisión de medición.
El sensor de inclinación SST de Huige combina "error del eje transversal" e "incoherencia permitida del eje de entrada", lo que resuelve en gran medida el problema de una medición de inclinación verdaderamente precisa en cualquier punto de ángulo:
1. La inclinación real del objeto no se puede inclinar completamente de acuerdo con los estrictos ejes ortogonales X e Y. Por ejemplo, el espacio libre de las piezas mecánicas y la dificultad de determinar el eje de inclinación real determinan que el ángulo de inclinación real no esté estrictamente en las direcciones ortogonales X e Y. Cuando el eje X está inclinado, si el error del eje horizontal del sensor es demasiado grande, los datos del ángulo de inclinación del eje Y cambiarán, pero de hecho es posible que la dirección del eje Y no esté inclinada y viceversa. Por lo tanto, para el error del eje horizontal de 3 a 5 para un sensor de inclinación ordinario, incluso si la linealidad es mayor, la precisión de medición real será de alrededor de 3 a 5, no datos de linealidad.
2. Si no hay datos de "desalineación permitida del eje de entrada" durante la instalación real del sensor, es difícil obtener datos de inclinación verdaderamente precisos mediante una inspección visual pura. Los ángulos de desviación excesivos entre el eje sensible del sensor y la dirección de inclinación real del movimiento provocarán que "errores sinusoidales" adicionales en la salida del sensor se superpongan a los datos de salida. A medida que aumenta el ángulo de inclinación, el error aumenta gradualmente.
El sensor de inclinación de la serie SST de Huige resuelve bien los problemas prácticos anteriores y es un producto que realmente realiza mediciones de inclinación de alta precisión.
Apéndice 2
Introducción a las capacidades técnicas básicas de medición del inclinómetro de Huige Company
1 La prueba modal de la carcasa del sensor de inclinación no es simplemente instalar. Coloque el componente central del sensor en cualquier carcasa y encapsúlelo en el producto.
2. Realizar pruebas modales en la placa PCBA del sensor de inclinación para resolver fundamentalmente el impacto de la resonancia causada por la vibración en el filtrado del sensor.
3. El sensor de inclinación se prueba estrictamente de acuerdo con los estándares nacionales e internacionales relevantes (incluidos GB, GJB, MIL, IEC, ISO, EN, etc.). ).
4. Más de 20 patentes de invención, patentes de modelos de utilidad, patentes de apariencia y derechos de autor de software en el campo de la medición de la inclinación.
5. El sensor de inclinación con tecnología de prueba automática patentada independiente reduce el impacto de los factores humanos en la calidad y mantiene la consistencia de la calidad.
6. La precisión puede alcanzar 5 segundos de arco a -40 ~ 85 ℃ de precisión integral, y la estabilidad del punto cero en diciembre puede alcanzar 3,6 segundos de arco. Ofrecemos los sensores de inclinación más precisos del mundo y seguimos mejorando.
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