专利名称：一种无滞后的倾角传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能够没有时间滞后地将当前倾斜角度转化为电信号的倾角 传感器。
背景技术：
目前，应用较为广泛的倾角传感器有以下几种1.固体摆倾角传感器；2.液体摆 倾角传感器；3.气体摆倾角传感器。这三种传感器具有一个共同的缺陷，无法将当前倾斜 角度实时地转化为电信号，具有一定的时间滞后。
发明内容针对现有倾角传感器响应有延迟，工作时具有较大时间滞后的缺陷，本实用新型 提供了一种能够没有滞后地将当前倾斜角度转化为电信号的倾角传感器。为达到以上目的，本实用新型是采用如下技术方案实现的一种能够没有滞后地将当前倾斜角度转化为电信号的倾角传感器，包括一个倾斜 感应机构和一个减法电路，其中，倾斜感应机构包括一个内部装有固体或液体填充物的中 空管及分别置于中空管两个端头的两个压力传感器，中空管两端压力传感器的输出端分别 与减法电路的两个输入端相连，减法电路的输出信号即为本倾角传感器的输出信号，在任 何时刻、任何倾斜角度下，中空管两端的两个压力传感器所承受的来自填充物质的压力之 差只与填充物质的重量及中空管的倾斜角度有关，因此，在任何时刻、任何倾斜角度下，上 述减法电路的输出信号也只与中空管内所装填充物的重量和中空管的倾斜角度有关，从 而，在填充物重量已知的情况下，本倾角传感器的输出直接反映了中空管的倾斜倾斜角度。上述方案中，当中空管以任意倾角放置时，填充物质与中空管两端的压力传感器 仍然紧密接触。本实用新型具有如下优点1.在测量倾角时没有时间滞后，完全实现了对倾斜角度的实时监控。2.结构简单可靠。3.输出信号为电信号，方便计算机对其进行处理。4.成本较低。

图1为本实用新型的结构框图。图2为实施例1对图1中倾斜感应机构8的实现原理图。图3为实施例2对图1中倾斜感应机构8的实现原理图。图4为实施例3对图1中倾斜感应机构8的实现原理图。图5为相对于垂直线倾斜x度的倾斜感应机构8。图6为相对于水平线倾斜x度的倾斜感应机构8。
具体实施方式
以下结合附图及实施例1对本实用新型作进一步的详细说明。如图1所示，一种无滞后的倾角传感器，包括一个倾斜感应机构8和一个减法电路 4，其中，倾斜感应机构8包括一个压力传感器1、一个压力传感器2和填充物质3，压力传感 器1和压力传感器2的输出端分别与减法电路的两个输入端5和6相连，减法电路4的输 出端7即为本倾角传感器的信号输出端，当倾斜感应机构8处于不同的倾斜角度时，填充物 质3对压力传感器1和压力传感器2的压力也不相同，因此压力传感器1和压力传感器2的 输出信号也不同，压力传感器1和压力传感器2不间断地将的它们的输出信号输入减法电 路4进行减法运算，最后将结果由端口 7输出，并将此信号作为本倾角传感器的输出信号。如图2所示，填充物质3包括一个铜块13、一个铜块14和一个弹簧12，其中，铜块 13和铜块14的重量和尺寸完全相同，弹簧12为压缩状，使得在倾斜感应机构8处于任何倾 角时，铜块13和铜块14与压力传感器1和压力传感器2仍然紧密接触。如图5所示，若定义倾斜感应机构8与铅垂线的夹角为X，压力传感器1和压力传 感器2所受到的来自填充物质3的压力分别为Fup和Fd_，填充物质3的总重量为G，则有如 下关系成立Fdown-Fup = Gcosx设压力传感器1和压力传感器2的输出信号分别为Uup和Ud_，减法电路4的输出 信号为out，并且Uup = a Fup，Udown = a Fdown(其中，系数a为常量，由所选压力传感器的具体型号决定)。则有out = Udown-Uup = a (Fd。m_Fup) = a Gcosx由于a和G均为常量，所以本倾角传感器的输出信号out只与倾斜感应机构8和 铅垂线之间的夹角X有关，它们的关系为out = a Gcosx。从而，当得到本倾角传感器的输 出信号out时，只需根据out = a Gcosx便可计算出当前倾角X。如图6所示，若定义倾斜感应机构8与水平线的夹角为X，压力传感器1和压力传 感器2所受到的来自填充物质3的压力分别为Flrft和FHght，填充物质3的总重量为G，则有 如下关系成立Fleft-Fright = Gsinx设压力传感器1和压力传感器2的输出信号分别为Uleft和Uright，减法电路4的输 出信号为out，并且Uleft = a Fleft，Uright = a Fright(其中，系数a为常量，由所选压力传感器的具体型号决定)。贝丨J有out = Uleft-Uright = a (Fleft_Fright) = a Gsinx由于a和G均为常量，所以本倾角传感器的输出信号out只与倾斜感应机构8和 水平线之间的夹角X有关，它们的关系为out = a Gsinx。从而，当得到本倾角传感器的输 出信号out时，只需根据out = a Gsinx便可计算出当前倾角X。[0037]
以下结合附图及实施例2对本实用新型作进一步的详细说明。实施例2中除了对图1中填充物质3的实现方式与实施例1中的有所不同之外， 其他部分的结构及工作原理完全相同。如图3所示，填充物质3包括一个磁铁17和一个磁铁18，其中，磁铁17和磁铁18 的重量及尺寸完全相等，它们的同名端相对放置，其排斥力足以使磁铁17和磁铁18在倾斜 感应机构8处于任何倾角时都与压力传感器1和压力传感器2紧密接触。
以下结合附图及实施例3对本实用新型作进一步的详细说明。实施例3中除了对图1中填充物质3的实现方式与实施例1中的及实施例2中的 有所不同之外，其他部分的结构及工作原理完全相同。如图4所示，填充物质3由水银22组成，水银22充满压力传感器1和压力传感器 2之间，没有任何气泡。
权利要求一种无滞后的倾角传感器，其特征在于，包括一个倾斜感应机构和一个减法电路，其中，倾斜感应机构包括一个内部装有填充物的中空管及分别置于中空管两个端头的两个压力传感器，两个压力传感器的信号输出端分别与减法电路的两个输入端连接。
2.如权利要求1所述的无滞后的倾角传感器，其特征在于，倾斜感应机构中的填充物 为固体部件或液体。
3.如权利要求1所述的无滞后的倾角传感器，其特征在于，倾斜感应机构中的填充物 由一个或一个以上的部件组成。
4.如权利要求1所述的无滞后的倾角传感器，其特征在于，在倾斜感应机构处于任何 倾斜角度时，倾斜感应机构中的填充物都与两个压力传感器保持紧密接触。
5.如权利要求2所述的无滞后的倾角传感器，其特征在于，所述固体部件包括两个固 体物块和一个置于这两个固体物块中间的弹簧，或者包括两个同名磁极相对的磁铁。
6.如权利要求2所述的无滞后的倾角传感器，其特征在于，所述液体为水银。
专利摘要本实用新型公开了一种能够没有时间滞后地将当前倾斜角度转化为电信号的倾角传感器，其特征在于，包括一个倾斜感应机构和一个减法电路，其中，倾斜感应机构包括一个内部装有填充物的中空管及分别置于中空管两个端头的两个压力传感器，中空管两端压力传感器的输出端分别与减法电路的两个输入端相连，减法电路的输出信号即为本倾角传感器的输出信号，该信号实时地反映着倾斜感应机构的倾斜角度。
文档编号G01C9/18GK201680836SQ20102018895
公开日2010年12月22日 申请日期2010年5月13日 优先权日2010年5月13日
发明者孟兵 申请人:孟兵