CN202171446U - 一种光电式倾角传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光电式倾角传感器，其特征在于：包括对称设置的两个光电传感器，所述光电传感器的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器分别与显示模块及通讯模块连接。本实用新型利用反射式光电传感器检测相对距离的变化并经微处理器处理，从而得到倾角，结构简单，且制造成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种传感器，具体涉及一种光电式倾角传感器。
背景技术
现有技术中，倾角传感器在军事、工程领域具有广泛的用途，典型的应用如车辆、船舶倾斜角度的测量，建筑物、水坝倾斜角度的测量，机器、设备的倾斜角度的测量等等。
倾角传感器理论基础是根据牛顿第二定律，根据基本的物理原理，在一个系统内部，速度是无法测量的，但却可以测量其加速度，如果初速度已知，就可以通过积分计算出线速度，进而可以计算出直线位移，所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器，当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用，那么作用在它上面的只有重力加速度，重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。倾角传感器经常用于系统的水平测量，还可以用来测量相对水平面的倾角变化量，从工作原理上可以分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”式三种倾角传感器。
现在使用的倾角传感器虽然能有效的测出被测物的倾斜角度，然而这些传感器的结构都较为复杂，导致其制造成本也较为昂贵。在实际应用中还有采用光电编码器检测角度的方法，同样存在价格较高的问题。基于加速度测量的倾角传感器还存在由于积分效应造成的累积误差问题，以及由于加速度造成的附加动态信号问题。这些因素都限制了倾角传感器的推广使用。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种结构简单，制造成本低廉的光电式倾角传感器。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：包括对称设置的两个光电传感器，所述光电传感器的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器的信号输出端分别与显示模块及通讯模块连接。
进一步的技术方案，所述光电传感器为反射式光电传感器。所述光电传感器采用交流调制方法进行测量。
上述技术方案中，该光电式倾角传感器的基本原理是基于固体摆式倾角的变化都会导致某个相对距离的变化，利用反射式光电传感器在一定距离内的信号强度是连续变化这一特性，将该相对距离的相对变化检测出来，从而实现对于倾角的测量。反射式光电传感器采用目前市场上常见的，为了取得较好的检测效果，可选用线性度相对较好的传感器，一般的反射式光电传感器测量距离为5cm左右，特殊的可达100cm以上。采用对称设置的两个反射式光电传感器：第一，能够减少环境光的影响，当环境光发生变化时，两个反射式光电传感器的输出相减，即可抵消环境光的影响；第二，可以增加输出信号的强度，类似于差动信号。由于反射式光电传感器输出的是模拟信号，该传感器具有很高的分辨率，但是反射式光电传感器的信号输出与距离的关系是非线性的，如果要实现高精度的倾角测量，需要利用微处理器（微控制器）进行A/D转换，并进行相应的数据采集与数据处理，从而得到测得倾角变化，并通过显示模块及通讯模块将测量结果显示出来，以及进行进一步的处理。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1．本实用新型通过对称设置两个反射式光电传感器，测量由于被测物体的倾斜所造成的距离变化，经过微处理器处理，从而得到倾角，结构简单，使用也较为方便；
2．本实用新型所采用光电传感器不是专门用于测量距离的，而是普通的光电传感器，其它零部件也是目前市场上普遍使用的，其价格较为低廉，因而本装置的造价也较为低廉，适合推广使用。
附图说明
图1为本实用新型实施例一的结构框图；
图2为本实用新型实施例一的示意图；
图3为本实用新型实施例二的示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见图1、2所示，一种光电式倾角传感器，包括对称设置的两个反射式光电传感器，所述光电传感器的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器的信号输出端分别与显示模块及通讯模块连接。
参见图2所示为一个支点位于被测物体上的摆锤，在摆锤的两边分别对称设置一个反射式光电传感器，当倾角为0时，摆锤到两个反射式光电传感器的距离相等，两个反射式光电传感器的输出信号也相等（S1=S2），当被测物体发生倾斜式，摆锤到两个反射式光电传感器的距离便发生变化，其中一个变大，另一个变小，两者输出的信号差S1-S2就可以间接表示倾角的大小，微处理器对两个反射式光电传感器的输出信号进行采集并处理，从而得出倾角。
实施例二：其结构与实施例一相同。
参见图3所示，将一辆小车立起来两个轮子着地，如果不加控制会倒下，如果像倒立摆那样加以适当的控制，则可以保持其平衡而不会倒下。控制的关键是要检测小车的倾角，在小车上安装两个对于地面的反射式光电传感器，当小车直立时，两个反射式光电式传感器的输出信号相等。当小车倾斜时，一个光电传感器的输出变大，另一个则变小，由此通过微处理器采集信号并计算得到倾角大小，从而进行相应的控制，实现小车的直立行走控制。
Claims (2)
1.一种光电式倾角传感器，其特征在于：包括对称设置的两个光电传感器，所述光电传感器的信号输出端连接有微处理器，所述微处理器分别与显示模块及通讯模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种光电式倾角传感器，其特征在于：所述光电传感器为反射式光电传感器。
Priority Applications (1)
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| CN2011202781820U CN202171446U (zh) | 2011-08-02 | 2011-08-02 | 一种光电式倾角传感器 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107089299A (zh) * | 2017-03-27 | 2017-08-25 | 大连中远川崎船舶工程有限公司 | 一种船舶倾斜角度的测量系统及其测量方法 |
| CN108818188A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-11-16 | 太仓鉴崧实业有限公司 | 一种带有支撑结构的研磨机及其工作方法 |
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