專利名稱：一種無滯后的傾角傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種能夠沒有時間滯后地將當(dāng)前傾斜角度轉(zhuǎn)化為電信號的傾角 傳感器。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用較為廣泛的傾角傳感器有以下幾種1.固體擺傾角傳感器；2.液體擺 傾角傳感器；3.氣體擺傾角傳感器。這三種傳感器具有一個共同的缺陷，無法將當(dāng)前傾斜 角度實時地轉(zhuǎn)化為電信號，具有一定的時間滯后。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有傾角傳感器響應(yīng)有延遲，工作時具有較大時間滯后的缺陷，本實用新型 提供了一種能夠沒有滯后地將當(dāng)前傾斜角度轉(zhuǎn)化為電信號的傾角傳感器。為達(dá)到以上目的，本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種能夠沒有滯后地將當(dāng)前傾斜角度轉(zhuǎn)化為電信號的傾角傳感器，包括一個傾斜 感應(yīng)機構(gòu)和一個減法電路，其中，傾斜感應(yīng)機構(gòu)包括一個內(nèi)部裝有固體或液體填充物的中 空管及分別置于中空管兩個端頭的兩個壓力傳感器，中空管兩端壓力傳感器的輸出端分別 與減法電路的兩個輸入端相連，減法電路的輸出信號即為本傾角傳感器的輸出信號，在任 何時刻、任何傾斜角度下，中空管兩端的兩個壓力傳感器所承受的來自填充物質(zhì)的壓力之 差只與填充物質(zhì)的重量及中空管的傾斜角度有關(guān)，因此，在任何時刻、任何傾斜角度下，上 述減法電路的輸出信號也只與中空管內(nèi)所裝填充物的重量和中空管的傾斜角度有關(guān)，從 而，在填充物重量已知的情況下，本傾角傳感器的輸出直接反映了中空管的傾斜傾斜角度。上述方案中，當(dāng)中空管以任意傾角放置時，填充物質(zhì)與中空管兩端的壓力傳感器 仍然緊密接觸。本實用新型具有如下優(yōu)點1.在測量傾角時沒有時間滯后，完全實現(xiàn)了對傾斜角度的實時監(jiān)控。2.結(jié)構(gòu)簡單可靠。3.輸出信號為電信號，方便計算機對其進(jìn)行處理。4.成本較低。

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為實施例1對圖1中傾斜感應(yīng)機構(gòu)8的實現(xiàn)原理圖。圖3為實施例2對圖1中傾斜感應(yīng)機構(gòu)8的實現(xiàn)原理圖。圖4為實施例3對圖1中傾斜感應(yīng)機構(gòu)8的實現(xiàn)原理圖。圖5為相對于垂直線傾斜x度的傾斜感應(yīng)機構(gòu)8。圖6為相對于水平線傾斜x度的傾斜感應(yīng)機構(gòu)8。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及實施例1對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，一種無滯后的傾角傳感器，包括一個傾斜感應(yīng)機構(gòu)8和一個減法電路 4，其中，傾斜感應(yīng)機構(gòu)8包括一個壓力傳感器1、一個壓力傳感器2和填充物質(zhì)3，壓力傳感 器1和壓力傳感器2的輸出端分別與減法電路的兩個輸入端5和6相連，減法電路4的輸 出端7即為本傾角傳感器的信號輸出端，當(dāng)傾斜感應(yīng)機構(gòu)8處于不同的傾斜角度時，填充物 質(zhì)3對壓力傳感器1和壓力傳感器2的壓力也不相同，因此壓力傳感器1和壓力傳感器2的 輸出信號也不同，壓力傳感器1和壓力傳感器2不間斷地將的它們的輸出信號輸入減法電 路4進(jìn)行減法運算，最后將結(jié)果由端口 7輸出，并將此信號作為本傾角傳感器的輸出信號。如圖2所示，填充物質(zhì)3包括一個銅塊13、一個銅塊14和一個彈簧12，其中，銅塊 13和銅塊14的重量和尺寸完全相同，彈簧12為壓縮狀，使得在傾斜感應(yīng)機構(gòu)8處于任何傾 角時，銅塊13和銅塊14與壓力傳感器1和壓力傳感器2仍然緊密接觸。如圖5所示，若定義傾斜感應(yīng)機構(gòu)8與鉛垂線的夾角為X，壓力傳感器1和壓力傳 感器2所受到的來自填充物質(zhì)3的壓力分別為Fup和Fd_，填充物質(zhì)3的總重量為G，則有如 下關(guān)系成立Fdown-Fup = Gcosx設(shè)壓力傳感器1和壓力傳感器2的輸出信號分別為Uup和Ud_，減法電路4的輸出 信號為out，并且Uup = a Fup，Udown = a Fdown(其中，系數(shù)a為常量，由所選壓力傳感器的具體型號決定)。則有out = Udown-Uup = a (Fd。m_Fup) = a Gcosx由于a和G均為常量，所以本傾角傳感器的輸出信號out只與傾斜感應(yīng)機構(gòu)8和 鉛垂線之間的夾角X有關(guān)，它們的關(guān)系為out = a Gcosx。從而，當(dāng)?shù)玫奖緝A角傳感器的輸 出信號out時，只需根據(jù)out = a Gcosx便可計算出當(dāng)前傾角X。如圖6所示，若定義傾斜感應(yīng)機構(gòu)8與水平線的夾角為X，壓力傳感器1和壓力傳 感器2所受到的來自填充物質(zhì)3的壓力分別為Flrft和FHght，填充物質(zhì)3的總重量為G，則有 如下關(guān)系成立Fleft-Fright = Gsinx設(shè)壓力傳感器1和壓力傳感器2的輸出信號分別為Uleft和Uright，減法電路4的輸 出信號為out，并且Uleft = a Fleft，Uright = a Fright(其中，系數(shù)a為常量，由所選壓力傳感器的具體型號決定)。貝丨J有out = Uleft-Uright = a (Fleft_Fright) = a Gsinx由于a和G均為常量，所以本傾角傳感器的輸出信號out只與傾斜感應(yīng)機構(gòu)8和 水平線之間的夾角X有關(guān)，它們的關(guān)系為out = a Gsinx。從而，當(dāng)?shù)玫奖緝A角傳感器的輸 出信號out時，只需根據(jù)out = a Gsinx便可計算出當(dāng)前傾角X。[0037]
以下結(jié)合附圖及實施例2對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例2中除了對圖1中填充物質(zhì)3的實現(xiàn)方式與實施例1中的有所不同之外， 其他部分的結(jié)構(gòu)及工作原理完全相同。如圖3所示，填充物質(zhì)3包括一個磁鐵17和一個磁鐵18，其中，磁鐵17和磁鐵18 的重量及尺寸完全相等，它們的同名端相對放置，其排斥力足以使磁鐵17和磁鐵18在傾斜 感應(yīng)機構(gòu)8處于任何傾角時都與壓力傳感器1和壓力傳感器2緊密接觸。
以下結(jié)合附圖及實施例3對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例3中除了對圖1中填充物質(zhì)3的實現(xiàn)方式與實施例1中的及實施例2中的 有所不同之外，其他部分的結(jié)構(gòu)及工作原理完全相同。如圖4所示，填充物質(zhì)3由水銀22組成，水銀22充滿壓力傳感器1和壓力傳感器 2之間，沒有任何氣泡。
權(quán)利要求一種無滯后的傾角傳感器，其特征在于，包括一個傾斜感應(yīng)機構(gòu)和一個減法電路，其中，傾斜感應(yīng)機構(gòu)包括一個內(nèi)部裝有填充物的中空管及分別置于中空管兩個端頭的兩個壓力傳感器，兩個壓力傳感器的信號輸出端分別與減法電路的兩個輸入端連接。
2.如權(quán)利要求1所述的無滯后的傾角傳感器，其特征在于，傾斜感應(yīng)機構(gòu)中的填充物 為固體部件或液體。
3.如權(quán)利要求1所述的無滯后的傾角傳感器，其特征在于，傾斜感應(yīng)機構(gòu)中的填充物 由一個或一個以上的部件組成。
4.如權(quán)利要求1所述的無滯后的傾角傳感器，其特征在于，在傾斜感應(yīng)機構(gòu)處于任何 傾斜角度時，傾斜感應(yīng)機構(gòu)中的填充物都與兩個壓力傳感器保持緊密接觸。
5.如權(quán)利要求2所述的無滯后的傾角傳感器，其特征在于，所述固體部件包括兩個固 體物塊和一個置于這兩個固體物塊中間的彈簧，或者包括兩個同名磁極相對的磁鐵。
6.如權(quán)利要求2所述的無滯后的傾角傳感器，其特征在于，所述液體為水銀。
專利摘要本實用新型公開了一種能夠沒有時間滯后地將當(dāng)前傾斜角度轉(zhuǎn)化為電信號的傾角傳感器，其特征在于，包括一個傾斜感應(yīng)機構(gòu)和一個減法電路，其中，傾斜感應(yīng)機構(gòu)包括一個內(nèi)部裝有填充物的中空管及分別置于中空管兩個端頭的兩個壓力傳感器，中空管兩端壓力傳感器的輸出端分別與減法電路的兩個輸入端相連，減法電路的輸出信號即為本傾角傳感器的輸出信號，該信號實時地反映著傾斜感應(yīng)機構(gòu)的傾斜角度。
文檔編號G01C9/18GK201680836SQ20102018895
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月13日
發(fā)明者孟兵 申請人:孟兵