[实用新型]一种单轴倾角电子传感器

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种传感器技术领域，具体地说是一种单轴倾角电子传感器。

背景技术

倾角传感器是一种将水平角度参数转换为电信号的传感器，用于测量检测平面的水平倾斜度；随着我国经济的发展，许多领域均需要应用倾角传感器测量，这无疑刺激了倾角传感器产品技术的发展。当前水平倾角传感器主要应用于平台控制、大型机械的倾斜控制、大坝，建筑，桥梁角度测量等工程都使用倾角传感器。

目前，用于测倾角的传感器较多，其工作原理大多利用重力场的作用，将倾角转换为电信号。主要有气体摆、石英摆、金属摆、陀螺式等。这些传感器虽各有优点，但也各存在如：分辨率低、精度低、受温度影响大、零为重复性差、响应时间长、且价格昂贵等不足。国内倾角传感器市场急需一种结构简单、成本低、反应快、精度高、受温度影响小的产品，传统的倾角传感器已不能满足市场提出的更高要求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种具有结构简单、成本低、稳定性好、安装使用方便、能在较宽的温度范围内保持精度高的单轴倾角电子传感器,以更好地解决现有技术中存在的问题。

本实用新型针对倾角传感器易受温度的影响，导致实际测量精度程度大大下降、成本高等问题。采用的红外硅光电池为受温度影响小的特制器件，以提高测量精确度。由红外发光管提供一基本恒定的光源，在红外硅光电池接收端中间安装有一个特质长水泡。由红外发光管发出的光束穿过长水泡照到红外硅光电池上，而使硅光电池发生光电转换效应，产生电流输出，经专用处理电路供MCU采集。即红外硅光电池受温度影响小，能在较宽的温度范围内将感应的倾斜角度光信号转换为电压信号输出。

本实用新型单轴倾角电子传感器包括：单轴水泡座2，单轴发光板3，单轴硅光电池板1，长水泡4，十字槽盘头螺钉5，硅光电池6。其连接方式如下：长水泡4横放固定在单轴水泡座2上部圆孔内，用微湿石膏粉填充满固定；单轴硅光电池板1安装在单轴水泡座2上部，用十字槽盘头螺钉固定；单轴发光板3安装在单轴水泡座2底部，用十字槽盘头螺钉固定。

本实用新型工作原理：单轴倾角电子传感器主要利用了光电转换效应原理来实现将倾斜角度信息的感应光信号转换为电压信号输出。其具体由红外发光管提供一基本恒定的光源，在红外硅光电池接收端中间安装有一个特质长水泡。当红外发光管发出的光束穿过长水泡照射在硅光电池上时，硅光电池将发生光电转换效应，产生电流输出，再经专用电路处理后的输出电压供MCU采集。即当传感器处于水平位置时，此时传感器经差分电路后的输出电压为零，若传感器中长水泡沿Z轴红外硅光电池方向分别水平移动到A、B位置，此时传感器输出电压将分别达到最大值或最小值。即传感器将感应的倾斜角度转换为电压信号输出，每个电压信号都对应一定的倾斜角度。

本实用新型单轴倾角电子传感器的优点是：结构简单、具有可弥补装配工艺不一致性缺憾的简单制造工艺，成本更低、检测精度高、受温度影响小、安装使用方便等实用优点。采用的红外硅光电池为受温度影响小的特制器件，通过硅光电池受光的多少反应出输出电压的变化与倾斜角度变化的技术特点，减少温度影响，能在较宽的温度范围内工作。单轴倾角电子传感器可对角度、倾斜度进行精确测量，可装配于测量仪器上广泛应用于打斜坡的铺路作业、大坝，建筑，桥梁角度测量等工程。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的传感器倾斜时长水泡移动方向示意图；

图3为本实用新型的原理实现逻辑框图；

图中1是单轴硅光电池板；2是单轴水泡座；3是单轴发光板；4是长水泡；5是十字槽盘头螺钉，6是硅光电池。

具体实施方式

根据图1所示，一种单轴倾角电子传感器包括：单轴水泡座2，单轴发光板3，单轴硅光电池板1，长水泡4，十字槽盘头螺钉5，硅光电池6；长水泡4横放固定在单轴水泡座2上部圆孔内，用微湿石膏粉填充满固定；单轴硅光电池板1安装在单轴水泡座2上部，用十字槽盘头螺钉5固定；单轴发光板3安装在单轴水泡座2底部，用十字槽盘头螺钉5固定。

如图2所示，一种单轴倾角电子传感器的工作过程是：当单轴倾角电子传感器接通电源时，由红外发光管提供一基本恒定的光源，在红外硅光电池接收端中间安装有一个特质长水泡4。当红外发光管发出的光束穿过长水泡照到硅光电池6上，从而硅光电池发生光电转换效应产生电流输出，再经专用电路处理给MCU采集。即当传感器处于水平位置时，此时传感器经差分电路后的输出电压为零，若传感器中长水泡4沿Z轴硅光电池6方向水平移动到A位置（如图2所示），此时传感器输出电压达到最大值，当传感器中长水泡4沿Z轴硅光电池6方向水平移动到B位置（如图2所示），此时传感器输出电压达到最小值。也就是当传感器有倾斜角度时，长水泡4相对Z轴的硅光电池位置发生改变，则光束照射到Z轴的硅光电池面积大小不一样，则光电转换的输出电流就随之变化，最终所输出的电压也随传感器倾斜的程度随之变化。即单轴倾角电子传感器将感应的倾斜角度转换为电压信号输出，每个电压信号都对应一定的倾斜角度。