Zasada działania

W inklinometrach firmy GEMAC sensorem jest mikromecha-
niczny element krzemowy.

Strukturę czipu elementu mikro-

mechanicznego pokazuje zdjęcie mi-
kroskopowe z zaznaczoną strefą
struktury siatki, palca o szerokości
9 um i elektrody. Tego rodzaju czip
stanowi rodzaj różnicowego konden-
satora. W zależności od położenia
kondensatora względem kierunku
siły przyciągania ziemskiego, zawie-
szona elastycznie masa (elektroda
wewnętrzna) wpływa na zmianę po-
jemności kondensatora prawie pro-
porcjonalnie do wychylenia czujnika. Te nikłe zmiany pojemno-
ści przy zasilaniu precyzyjnym napięciem referencyjnym dają
zmiany napięcia wychwytywane przez układ ASIC.

W inklinometrze NS9 informacja o położeniu jest wystawiana

jako słowo 8-bitowe na złączu wyjścia cyfrowego. Obok wyjścia
na złączu są dostępne sygnały pozwalające sterować procesem
pomiarowym. Można żądać od czujnika np. utrzymywania war-
tości zmierzonej na wyjściu, mierzyć w sposób ciągły lub zapy-
tać o wartość napięcia niezrównoważenia.

Wnętrze inklinometru w większej obudowie pokazuje rys. 4.

Na płytce obok sensora pojemnościowego są umieszczone kom-
ponenty towarzyszące, układ przetwornika C/V, konwerter, elek-
tronika zasilająca i formatująca sygnał wyjściowy.

Pomiary Automatyka Robotyka 6/2004

Promocja

42

N

a wszystkie takie potrzeby firma GEMAC oferuje sze-
roką gamę jedno- i dwuwymiarowych czujników prze-
chyłu zorientowanych na najróżniejsze aplikacje.

Czujniki inklinometryczne służą do pomiaru przechyłu np.

w zakresach: ±10°, ±20°, ±45°, ±60° i ±180°. Wykonywane są rów-
nież czujniki o innych wartościach kątów oraz istnieje możli-
wość realizacji wykonań specjalnych. Punkt zerowy i wartości gra-
niczne zakresu pomiarowego są kalibrowane w temperaturze
25 °C. Czujniki przechyłu są oferowane z analogowym wyjściem
napięciowym, prądowym lub cyfrowym wyjściem równoległym,
względnie w standardzie szeregowym RS-232 lub CAN-bus. Wy-
konanie ze łączem CAN-bus ma też 4 programowalne wyjścia, któ-
re mogą być używane również bez łącza jako wyjścia sterujące.

Platformy robocze muszą być utrzymywane poziomo. Windy skośne muszą pozio−
mować siedzenia lub kabiny. Niezbędna jest dokładna informacja o przechyle ma−
szyn rolniczych i budowlanych. Wysokie obiekty, jak anteny czy kominy, muszą sy−
gnalizować zagrożenie przy dużym przechyle. Pewne prace na statku mogą być
wykonywane tylko przy kontroli przechyłu.

Rys. 1. Inklinometry firmy GEMAC

Rys. 2. Struktura siatki

Inklinometry pojemnościowe

Rys. 3. Budowa inklinometru NS9

Podstawowe t ypowe

Parametr

Zakres pomiarowy

Rozdzielczość

Dryft zera

Dryft temperaturowy

Liniowość

Czułość skrośna

Szybkość przetwarzania

Zasilanie

Pobór prądu

Odporność na udar (0,6 ms)

Odporność na drgania (10...500 Hz)

Wymiary

Inklinometry dwuosiowe

W wielu aplikacjach wymagany jest pomiar odchylenia w dwóch wymia-
rach. Dwuosiowe inklinometry zawierają dwa czujniki i niezbędną elektro-
nikę w jednej obudowie. Przykładem miniaturowego czujnika dwuosiowe-
go jest 2D_ISA_10 w obudowie hybrydowej.

Dwa odpowiednio umieszczone czujniki mikromechaniczne w obudo-

wie metalowej wypełnionej gazem szlachetnym pozwalają na uzyskiwanie
długotrwałej stabilności i trwałości. Inklinometr ten może być stosowany jak
układ hybrydowy na płytkach elektroniki sterującej.

Inklinometr służy do pomiaru odchylenia w zakresie ±10° z rozdzielczo-

ścią 0,01O w dwóch osiach umieszczonych pod kątem 90°. W zakresie po-
miarowym sygnał wyjściowy z czujnika ma wartość od -1 V do +1 V.

Czułość w punkcie zerowym wy-

nosi 0,1 V/stopień. Szeroki zakres
temperatury pracy od -40 °C do 85 °C,
mały dryft temperaturowy <0,01 stop-
nia/K, nieliniowość mniejsza niż
0,2 stopnia, przy odporności na udar
1100 g pozwalają na wszechstronne
zastosowania.

Czujnik pobiera tylko 6 mA prądu

ze źródła zasilania o napięciu +5 V.
Inklinometr ma wymiary 36x27
x12,5 mm i masę tylko 45 g.

Aplikacje przemysłowe i w bu-

dowie maszyn wymuszają umiesz-
czanie czujników w stabilnej obu-
dowie spełniającej wymagania śro-
dowiskowe.

Gama inklinometrów w obudowach o podwyższonym IP jest dostępna

w tej technologii w wersji jedno- i dwuosiowej.

WObit dostarcza też inklinometry optoelektroniczne impulsowe i kodo-

we oraz wahadełkowe 1- i 2-osiowe w technologii hallotronowej i magneto-
rezystancyjnej.

W zależności od użytej elektroni-

ki, przy stosowaniu tej samej tech-
nologii można uzyskać lepsze para-
metry. Przykładem jest inklinometr
IS1A10S06 o zakresie pomiarowym
±10° i rozdzielczości 0,2°. Stabilna
obudowa z tworzywa ABS ułatwia
zamocowanie inklinometru i zapew-
nia wysoką odporność na warunki
środowiskowe (IP65). W zakresie po-
miarowym sygnał wyjściowy z czuj-
nika ma wartość od 1 V do 10 V.
Czułość w punkcie zerowym wyno-
si 0,45 V/stopień. Szeroki zakres tem-
peratury pracy od -40 °C do 85 °C,
mały dryft temperaturowy <0,05
stopnia/K, nieliniowość mniejsza niż
1,5 stopnia, przy odporności na udar
mechaniczny 10000 g pozwalają na
zastosowania w najcięższych warun-
kach pracy.

Czujnik pobiera tylko 7 mA prądu

ze źródła zasilania o napięciu od 11,5
do 30 V. Inklinometr ma wymiary
70x50x40 mm i masę tylko 45 g.

Reprezentant w Polsce:

WObit Witold Ober

61-474 Poznań, ul. Gruszkowa 4

Tel. [phone], fax [phone]

Promocja

Pomiary Automatyka Robotyka 6/2004

43

Rys. 4. Wnętrze inklinometru

1−osiowego w obudowie

Rys. 5. Budowa inklinometru

2−osiowego 2D_ISA_10

Rys. 7. Inklinometr dwuosiowy

w obudowie

Rys. 6. Przyporządkowanie osi

w inklinometrze 2D

parametr y czujnika NS9

Wartość

Jednostka

±20

stopień

0,16

stopień

±1

stopień

±0,017

stopień /K

1,9

%

1,1

%

13

kHz

5 ±5 %

V

2,2

mA

1000

g

100

g

58x30x11

mm

Więcej informacji na stronach:

www.wobit.com.pl www.silniki.pl