In dem Maße, in dem Intelligenz und Automatisierung weiter zunehmen, verlassen sich immer mehr Industrieszenarien auf Sensoren, um eine präzise Steuerung und Echtzeitüberwachung zu erreichen. Unter den vielen Sensoren, Neigungssensoren (auch Neigungssensoren oder Inklinometer genannt) werden in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. bei Solar-Nachführsystemen, der Kranüberwachung, Hängekorbsystemen und im Maschinenbau, da sie den Neigungswinkel von Objekten genau messen können.
Welche Arten von Neigungssensoren gibt es also? Was sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Arten von Neigungssensoren? Wie wirken sich ihre Kernparameter auf die tatsächliche Anwendungswirkung aus?
Was ist ein Neigungssensor?
Ein Neigungssensor ist ein elektronisches Gerät zur Messung des Neigungswinkels eines Objekts relativ zur Richtung der Schwerkraft. Er kann die physikalische Veränderung des Winkels in ein elektrisches Signal umwandeln und so die Haltungsänderung des Zielobjekts in Echtzeit erkennen und rückmelden.
Ihr Funktionsprinzip basiert in der Regel auf einem Beschleunigungsmesser oder einem Gyroskop (oder einer Kombination aus beiden) und berechnet die Winkeländerung in Richtung der X-Achse, Y-Achse oder Z-Achse durch Analyse der Schwerkraft oder der Winkelgeschwindigkeit.
Hauptklassifizierungsmethoden für Neigungssensoren
Es gibt verschiedene Klassifizierungsstandards für Neigungssensoren. Zu den gängigen Klassifizierungen gehören die Anzahl der Messachsen, die Sensorprinzipien, die Ausgabeverfahren und die Verpackungsformen.
Klassifizierung nach der Anzahl der Messachsen: Einzelachse vs. Doppelachse vs. Triaxial
- Einachsiger Neigungssensor: kann nur den Neigungswinkel in einer Richtung erfassen, wird normalerweise in Szenarien verwendet, in denen eine präzise Überwachung einer bestimmten Richtung erforderlich ist. Zum Beispiel eine einfache Haltungserfassung am Ende eines Roboterarms.
- Zweiachsiger Neigungssensor: kann gleichzeitig den Neigungswinkel in X- und Y-Richtung messen. Er ist einer der gängigsten Typen in industriellen Anwendungen und eignet sich für Systeme, die eine umfassende Winkelrückmeldung erfordern.
- Triaxialer Neigungssensor: Einige Produkte verfügen auch über Z-Achsen-Messfunktionen, die eine komplexere dreidimensionale Haltungserkennung ermöglichen und häufig in Robotern oder Luftfahrzeugen eingesetzt werden.
Gehäuse-Produkt: INC60M hochpräziser Zwei-Achsen-Neigungssensor
Ein Beispiel dafür ist der zweiachsige Neigungssensor der Serie INC60M von SkyMEMS. Sein Messbereich unterstützt X: ±180°, Y: ±90°, und seine Genauigkeit beträgt ±0,2°, was zuverlässige Unterstützung für Hochleistungsanwendungen bietet.
Klassifizierung nach Funktionsprinzip: kapazitiv, induktiv, MEMS
- Kapazitiver Neigungssensor
Er basiert auf dem Prinzip der variablen Kapazität und erfasst die Positionsänderung der Kondensatorplatte unter Einwirkung der Schwerkraft. Die Vorteile sind eine hohe Auflösung und geringes Rauschen. Es ist für hochpräzise Gelegenheiten geeignet, aber die Antiseismikleistung ist schwach. - Induktiver Neigungssensor
Misst den Winkel durch die Änderung der Induktivität, mit mittlerer Genauigkeit, eine relativ komplexe Struktur, einen hohen Preis, und ist geeignet für spezielle industrielle Bedürfnisse. - MEMS-Neigungssensor
Dabei handelt es sich um einen mikroelektromechanischen Neigungssensor, der die Winkelerfassung durch eine winzige mechanische Struktur realisiert. Er hat die Vorteile niedriger Kosten, geringer Größe und niedrigen Stromverbrauchs und hat derzeit einen sehr hohen Marktanteil.
Typischer Vertreter: SkyMEMS INC60M
Dieses Produkt wurde auf der Grundlage der MEMS-Technologie entwickelt und verfügt über fortschrittliche Algorithmusverarbeitungsfunktionen. Die Genauigkeit kann bei Raumtemperatur ±0,2° erreichen, und es ist sehr praktisch und wirtschaftlich.
Klassifizierung nach Ausgabemethode: analog, digital, serielle Schnittstelle
- Analoger Ausgangstyp: gibt den Winkelwert in Form von Spannung oder Strom aus, der sich für frühe Steuersysteme eignet, aber störanfällig und schwer präzise zu steuern ist.
- Digitaler Ausgangstyp: in der Regel PWM- oder SPI-Ausgang, mit starker Anti-Interferenz und höherer Stabilität.
- Serieller Port-Ausgangstyp: wie RS232, RS485, CAN und andere Kommunikationsmethoden, geeignet für die Verbindung mit modernen SCADA-Systemen, PLCs oder eingebetteten Steuerungen.
Produkt-Highlights: RS-485 Modbus RTU Schnittstelle
Die INC60M-Serie verfügt über einen seriellen RS-485-Ausgang und unterstützt das Modbus-RTU-Protokoll, mit dem sich die Kommunikation über große Entfernungen und die Systemintegration leicht realisieren lassen.
Analyse von typischen Anwendungsszenarien für Neigungssensoren
1. Solar-Nachführsystem
Bei photovoltaischen Stromerzeugungssystemen hat die Einstellung des Neigungswinkels der Sonnenkollektoren einen großen Einfluss auf die Effizienz der Stromerzeugung. Mit Hilfe des Neigungssensors kann das System eine Echtzeit-Rückmeldung über den Neigungswinkel des Solarpanels liefern und die Steuerung dazu veranlassen, die Richtung automatisch anzupassen, so dass es immer dem maximalen Winkel des Sonnenlichts zugewandt ist, wodurch die Effizienz der Stromerzeugung verbessert wird.
INC60M Neigungssensoren werden in Hunderten von Solarkraftwerken auf der ganzen Welt eingesetzt. Sie haben sich aufgrund ihrer hohen Präzision + niedrigen Kosten + Schutzart IP67 + RS485-Ausgang zum bevorzugten Produkt entwickelt.
2. Überwachung der Kranichhaltung
Bei Hebevorgängen hat die Frage, ob das Fundament eben ist und ob der Ausleger geneigt ist, direkte Auswirkungen auf die Sicherheit des Vorgangs. Der Neigungssensor kann den Winkel des Auslegers kontinuierlich überwachen, um ein Überschreiten der Grenzwerte zu vermeiden und die Sicherheit von Personal und Ausrüstung zu gewährleisten.
Die Neigungssensoren von SkyMEMS werden häufig in Kranüberwachungsszenarien eingesetzt, und eine stabile Signalrückmeldung sorgt für einen reibungslosen und genauen Hebevorgang.
3. Lageregelung des Hängekorbs für Luftarbeiten
Während des Betriebs des Hängekorbs muss die Plattform stabil und eben sein. Der Neigungssensor kann Echtzeit-Winkeldaten für das Steuersystem liefern, und das Hilfssystem kann die Haltung automatisch anpassen, um die Gefahr des Umkippens zu vermeiden.
Der Neigungssensor INC60M ist klein und leicht und eignet sich daher sehr gut für die Installation am Rand des Hängekorbs. Durch die Verbindung mit dem Hydrauliksystem sorgt er dafür, dass sich die Plattform immer in einem horizontalen Zustand befindet.
Warum sollten Sie sich für den Neigungssensor der Serie INC60M von SkyMEMS entscheiden?
Als Chinas führender Hersteller von MEMS-Neigungssensoren zeichnen sich die Produkte der INC60M-Serie von SkyMEMS durch die folgenden Vorteile aus:
- Präzise Messung: Die Messgenauigkeit von ±0,2° erfüllt die meisten industriellen Anforderungen.
- Umfangreiche Schnittstellen: Unterstützung mehrerer Kommunikationsprotokolle wie RS485 und Modbus RTU, was für das Andocken an gängige Systeme praktisch ist.
- Stromsparendes Design: Die Leistungsaufnahme beträgt weniger als 2 W, geeignet für batteriebetriebene Szenarien.
- Schutzart IP67: Geeignet für raue Umgebungen im Freien.
- Stabil und zuverlässig: Mit großen Markenkomponenten, interne Kalibrierung und Algorithmus-Optimierung, hohe Stabilität;
- Unterstützung kundenspezifischer Dienste: Der Ausgabemodus, die Kabellänge, das Protokoll usw. können je nach Bedarf des Benutzers angepasst werden, um eine bessere Systemintegration zu ermöglichen.
Wie wählt man einen geeigneten Neigungssensor für sein Projekt aus?
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es verschiedene Arten von Neigungssensoren gibt, die weit verbreitet sind. Unterschiedliche Arbeitsumgebungen, Messgenauigkeit und Anforderungen an das Schnittstellenprotokoll beeinflussen die endgültige Auswahl. Es wird empfohlen, vor dem Kauf eine umfassende Bewertung auf der Grundlage der folgenden Dimensionen vorzunehmen:
- Entsprechen die Messgenauigkeit und der Messbereich den Anforderungen?
- Kann die Kommunikationsschnittstelle an das Steuersystem angedockt werden?
- Entsprechen das Schutzniveau und die Betriebstemperatur der Umgebung vor Ort?
- Sind Größe und Stromverbrauch für das gesamte System geeignet?
- Unterstützt es maßgeschneiderte Dienste, um die Schwierigkeiten und Kosten der Integration zu verringern?
Wenn Sie auf der Suche nach einem kostengünstigen Neigungssensor für Ihr Projekt sind, ist der INC60M von SkyMEMS zweifellos ein hochwertiges Produkt, das Sie in Betracht ziehen sollten.
