倾角传感器的性能精度理解
发布时间：2020-05-01
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倾角传感器作为丈量物体相对海平面的视点丈量设备从传统的水泡式水平仪，到当前的基于加速度原理或电解液原理以及液体电容原理等已经发展十分成熟，产品精度不断进步，应用领域也逐步广泛和专业制造厂家也十分多。
但市场上多数倾角传感器对精度的描绘，显得含糊不清或者存在必定偏差。
一般地说按照计量法和相关国家/国际标准，对精度的描绘有总体性和确认性的描绘，但这些描绘具有普遍性，是否适合于倾角传感器领域值得商讨。咱们能够在市场上到处获得各种不同倾角传感器产品或供货商对精度的描绘，大多数是将倾角传感器的非线性作为传感器的丈量精度，这样做是存在一些偏差的。
首要咱们需求分析影响倾角传感器丈量精度的因素有哪些，再讨论如何确认倾角传感器的精度的界说。 以加速度原理的倾角传感器为例它是丈量重力加速度在加速度传感器活络轴上的分量转换成视点数据，即倾角值与加速度值成正弦联系。这个原理在许多文献以及产品说明中给予了充沛的说明。
影响倾角传感器的丈量精度与以下目标密切相关：
活络度差错——取决于中心活络器材的本身特性，但同时与频率响应相关，也称幅频特性。经过实践的测验，对活络度的影响很小，能够忽略不计。
零点偏置——取决于中心活络器材的本身特性，是指传感器在没有视点输入的情况下(如绝对水平面)，传感器丈量输出不为零，该实践输出视点值即为零点偏置。这个目标跟传感器是否能置零没有任何联系
非线性——能够经过后续进行校对，取决于校对点的多少。校对点越多，非线性越好。
横轴差错——是指当传感器在垂直于其活络轴方向施加必定的加速度或者歪斜必定的视点时耦合到传感 器的输出信号上所发作的差错。如关于丈量范围为±30°的单轴（假定X方向为倾角丈量方向）倾角传感器，在空间垂直于X方向发作10°的歪斜时（此刻实践被丈量的X方向的歪斜视点坚持不变，如为+8.505°），传感器的输出信号会由于这个10°的歪斜而发作额定差错，这个差错称为横轴差错。这个额定的差错因不同的产品而定。当倾角传感器的横轴差错为3%FS,发作的额定差错为3%×30°=0.9°，而传感器实践输出的视点简略估算为9.405°(=8.505°+0.9°)。此刻，即便倾角传感器的非线性差错达到0.001°,相对横轴差错而言，这个非线性差错能够忽略不计，也就是说，作为倾角传感器的丈量精度，不能不将横轴差错计算在内，否则将引起很大的丈量错误。
答应输入轴不重合度——是指传感器在实践装置过程中，答应传感器的水平（Z方向）装置偏差，该目标实践包括了输入轴非对准性、垂直轴非对准性两个方面的差错。一般地，倾角传感器在装置时要求歪斜方向与传感器的指定边缘坚持平行或者重合，该目标标明能够答应有必定的装置视点偏差而不影响传感器的丈量精度。当倾角传感器本身的活络轴与实践的歪斜方向不重合时，随歪斜的视点增大，发作的额定差错呈正弦变化。实践测验标明，当倾角传感器本身的活络轴与实践的歪斜方向的夹角超越3°，关于±30°量程±0.01°线性差错的倾角传感器，所发作的额定差错会达到±0.3~0.5°，也远大于非线性差错。
重复丈量精度——取决于中心活络器材的本身特性，不能经过后续批改办法来进步。
温度对零点和活络度的影响——也包括漂移和温度曲线的重复性，该重复性取决于中心活络器材的本身特性，不能经过后续批改办法来进步。在重复性确认的情况下，能够经过后续进行校对，取决于校对点（视点点和温度点）的多少。校对点越多，温度漂移精度就越好。 由此可见，倾角传感器的系统差错包括了活络度差错、零点偏置、重复性和温漂的重复性，不能进行批改和补偿；随机差错则包括了横轴差错、输入轴非对准性、非线性、温漂线性度，能够经过批改和补偿办法来进步。而倾角传感器的分辨率则与精度没有任何联系，所以不能计入到精度目标内。
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