水平度测量传感器

水平度测量传感器 滕琳雅 0 9 1 2 0 3 0 4 0 7 一 1.系统中运用的传感器：重力传感器。 2.加速度（重力）传感器测量原理： I.工作原理： 电容式传感器结构如图1所示，图(a)为水平放置，图（b）为实用的加速度传感器的等效电路。加速度传感器将两块质量块放在一个横梁上，横梁与腔体的上下外壳组成两个电容，水平放置时由于重力作用，则感应的信号有差，传感器输出有信号。垂直放置时，两个质量块都处于在腔体中央，两个电容的容值相同，感应信号相同，传感器输出为0.当放置的倾斜角不同，传感器的输出信号大小也不同，因此，加速度传感器可用于平面的倾斜角测量。 II.测角原理 利用加速度传感器测量平台倾斜角时，应将加速度传感器放置在所测平台上，如图2所示，其中y是平台沿某一方向的倾斜角。加速度传感器的质量块受重力加速度g在倾斜面上的分量g1（g1=g*sinr）的作用而产生偏移，加速度传感器即有信号输出，输出量是倾斜角y的函数。如果加速度传感器输出与所受到的等效重力加速度成一定线性关系，即： V=k*g*sinr 只要确定系数k，即可测出平面某一方向上的倾斜角。如果将两个加速度传感器正交放置在平台中心，则平台其实零位垂直方向角y（x）和平台起始零位倾斜角y(y)为： y(x)=1/sin(Vx/k*g) y(y)=1/sin(Vy/k*g) 再根据这两个方向的倾斜角即可解算出平台的倾角和倾角所在方位。 横梁 质量块 （a）水平放置状态 （b）垂直放置状态 图 1 加速度传感器原理图 III 倾斜角测量的数学模型 社平台倾斜角度为r，则倾斜后的平台在水平面上的投影是一个椭圆，椭圆的长轴为R，短轴为R*cosr,短轴的方向是平台倾斜的方向，如图3 所示。由于旋转平台工作时水平倾角非常小，可以认为两个传感器的防止方向投影后依然正交。在假设正交的两个传感器中的一个一个的放置方向与平台的其实方位 O 重合，平台的倾斜方向即起始方位的角度为t，椭圆上两个传感器方向上的点到中心的距离分别为R*cosr(x ),R*cosr(y ),而椭圆的方程 X=R*sint Y=R*cosr*cost 只要测出两个正交方向的倾斜角，就可以得到整个平台的倾斜角和倾斜角方位。 g(r) g(q) g r 图2 静止平台倾角为r 时的受力分析 R*cosr(x ) R*cosr(y ) y x 图3 平台倾斜方向任意时测量示意图 t IV 具体分析 平台在旋转过程中，对加速度传感器1 的影响除了倾角r，还有平台旋转的离心加速度a,平台在径向和轴向的振动加速度a(x ),a(y ),如图5 所示。即...