해상경사계 위치는 똑같나요?

기울기 센서의 정확성 이해

기울기 센서는 해수면을 기준으로 물체의 각도를 측정하는 장치로 100년 이상의 역사를 가지고 있습니다. 가속 원리 또는 전해질 원리 및 액체 용량 원리를 기반으로 하는 전통적인 물방울 수준부터 현재 수준까지 매우 성숙하게 개발되었으며 제품 정확도가 지속적으로 향상되고 응용 분야가 점점 더 광범위하고 전문화되고 있습니다. 그리고 제조사도 많아요. 그러나 시중에 나와 있는 대부분의 경사 센서의 정확도에 대한 설명은 모호하거나 특정 편차가 있습니다.

일반적으로 계측법 및 관련 국내/국제 표준에 따라 정확도에 대한 전반적이고 결정론적인 설명이 있지만 이러한 설명은 보편적이며 경사 센서 분야에 적합한지 의문입니다. .

시중의 다양한 기울기 센서 제품이나 공급업체로부터 정확도에 대한 설명을 얻을 수 있습니다. 대부분은 기울기 센서의 비선형성을 센서의 측정 정확도로 간주합니다. .

먼저 경사각 센서의 측정 정확도에 영향을 미치는 요인을 분석한 후, 경사각 센서의 정확도를 어떻게 판단할 것인지 논의해야 합니다.

가속도 원리를 기반으로 한 기울기 센서를 예로 들어보겠습니다. 가속도 센서의 민감축에서 중력 가속도 성분을 측정하여 각도 데이터로 변환합니다. 즉, 기울기 값은 가속도 값과 정현파 관계를 갖습니다. 이 원칙은 많은 문서와 제품 설명에 자세히 설명되어 있습니다.

이러한 관점에서 볼 때 DC 응답이 있는 가속도계만 경사각을 측정할 수 있습니다. 본질적으로 경사각 센서는 가속도계의 특성을 갖고 있으므로 가속도 측정 과정에서 발생하는 오차 원인을 연구함으로써 경사각 센서의 오차 원인을 파악할 수 있다. 수많은 문헌에서 가속도계의 측정 정확도가 다음 지표와 밀접한 관련이 있음을 알 수 있습니다.

감도 오류, 영점 오프셋, 비선형성, 가로 축 오류, 주파수 응답, 입력 축 정렬 불량, 반복 측정 정확도 , 수직 축 정렬 불량, 영점 및 감도에 대한 온도 영향(온도 곡선의 드리프트 및 반복성 포함), 잡음 및 잡음 밀도 등

반복 측정 정확도는 보상하기 어렵고 코어 감지 장치의 자체 특성에 따라 달라지며 온도 곡선의 반복성은 코어 감지 장치의 자체 특성에 따라 달라집니다. 보상을 통해 개선하기 어렵습니다. 감도 오류는 코어 민감 장치의 특성에 따라 다르지만 주파수 응답과도 관련이 있으며 후속 회로 하드웨어 필터링 또는 소프트웨어 필터링을 통해 감소될 수 있습니다. 경사 센서로 사용되는 가속도계의 주파수 응답은 일반적으로 약 30Hz이므로 실제 테스트 후에는 감도에 미치는 영향이 매우 작아 무시할 수 있습니다.

기울기 센서의 핵심 감응 부품인 가속도계로 수평축 오차, 입력축 정렬 불량, 수직축 정렬 불량, 비선형성 등이 기울기 측정에 포함되어야 함을 알 수 있다. . 오류 요인 내에서. 단순히 비선형성을 보상하는 것이 아니라 기울기 센서의 측정 정확도 역할을 합니다.

가로축 오류는 센서가 특정 가속도를 적용하거나 민감한 축에 수직인 특정 각도로 기울어질 때 센서의 출력 신호에 결합되는 오류를 의미합니다. 예를 들어, 측정 범위가 ±30°인 단일 축 기울기 센서의 경우(X 방향을 기울기 측정 방향으로 가정) 공간이 X 방향에 수직으로 10° 기울어지면(이 때, 실제 측정된 경사각(예: +8.505°), 센서의 출력 신호는 이 10° 경사로 인해 추가 오류를 생성합니다. 이 오류를 수평축 오류라고 합니다. 이 추가 오류는 제품마다 다릅니다. 기울기 센서가 수평축 오차가 3%FS임을 인식하면 추가 오차는 0.1%×30°=0.3°가 되고, 센서가 출력하는 실제 각도는 단순히 8.815°(=8.505°+0.3)로 추정됩니다. °). 이때, 기울기 센서의 비선형 오차가 0.001°에 도달하더라도 수평축 오차에 비해 이 비선형 오차는 무시할 수 있다. 즉, 기울기 센서의 측정 정확도로서 수평축 오차는 무시할 수 있다. 그렇지 않으면 큰 측정 오류가 발생합니다.

허용되는 입력축 오정렬은 실제 설치 과정에서 센서의 허용되는 수평(Z 방향) 설치 편차를 나타냅니다. 이 표시에는 실제로 입력축 오정렬과 수직축 오정렬이 모두 포함됩니다. .

일반적으로 경사 센서를 설치할 때 경사 방향은 센서의 지정된 가장자리와 평행하거나 일치해야 합니다. 이 표시는 센서의 측정 정확도에 영향을 주지 않고 특정 설치 각도 편차가 허용될 수 있음을 나타냅니다. 경사 센서 자체의 민감 축이 실제 경사 방향과 일치하지 않는 경우 발생하는 추가 오류는 경사 각도가 증가함에 따라 정현파로 변합니다. 실제 테스트 결과, 기울기 센서의 민감축과 실제 기울기 방향 사이의 각도가 3°를 초과하는 경우 선형 오차 ±0.01°의 ±30° 범위를 갖는 기울기 센서의 경우 추가 오차는 ±0.3~0.5에 도달하는 것으로 나타났습니다. °.또한 비선형 오류보다 훨씬 큽니다.

따라서 경사 센서의 경우 정상 온도 측정 정확도에는 비선형성, 반복성, 히스테리시스, 제로 오프셋 및 수평축 오류가 포함되어야 합니다. 오류 합성을 위한 계산 공식은 다음과 같습니다.

Δ =± (비선형성 2 + 반복성 2 + 히스테리시스 2 + 제로 오프셋 2 + 수평 축 오류 2) 1/2

다른 작동 원리를 사용하는 경사계도 정확도를 결정하기 위해 동일한 오류 방법에 따라 계산해야 합니다. 비선형성을 단순히 정확도로 간주하는 것이 아니라 인덱스를 사용합니다.

부록 1

Whig SST 기울기 센서의 핵심 기술 장점

SST 기울기 센서는 각도 측정 성능이 뛰어나고 수평축 오류를 창의적으로 줄입니다. 제로 오프셋은 측정 정확도의 중요한 구성 요소입니다. (참고: 기타 일반 기울기 센서 제품은 센서의 측정 정확도로 비선형성만 사용합니다.) 동시에 사용자의 현장 설치 문제와 실제 기울기 방향이 기울기 센서의 민감한 방향과 완전히 평행하거나 일치할 수 없는 실제 상황을 해결하기 위해 센서는 "허용된 입력 축" 매개변수를 구체적으로 제공합니다. misalignment". 사용자는 통과할 수 있습니다. 이 매개변수를 사용하면 설치 방법을 정확히 알 수 있고 설치 시간을 단축할 수 있으며 우수한 측정 정확도도 얻을 수 있습니다.

Whig의 SST 경사 센서는 "횡축 오류"와 "허용 입력 축 오정렬"을 결합하여 모든 각도 지점에서 진정으로 정확한 경사 측정을 달성하는 문제를 크게 해결합니다.

1. 물체의 실제 기울기는 엄격한 X 및 Y 직교 축에 따라 완전히 기울어질 수 없습니다. 기계 부품 사이의 간격 및 실제 기울기 축 결정의 어려움과 같은 요인으로 인해 실제 기울기 각도가 엄격하게 결정되지 않습니다. X와 Y 직교 방향. X축이 기울어질 때 센서의 가로축 오차가 너무 크면 Y축 방향의 기울기 각도 데이터가 변경되며 실제로 Y축 방향은 기울어지지 않을 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 따라서 일반 기울기 센서의 가로축 오차가 3~5%인 경우 선형성이 높아도 실제 측정 정확도는 선형성 데이터가 아닌 3~5% 정도가 됩니다.

2. 실제 설치 과정에서 센서에 '입력축 어긋남 허용' 데이터가 없으면 간단한 육안 검사로는 정말 정확한 기울기 데이터를 얻기 어렵습니다. 센서의 민감한 축과 실제 모션 기울기 방향 사이의 과도한 편차 각도는 센서의 출력에 추가 "정현파 오류"가 생성되어 출력 데이터에 중첩되게 합니다. 기울기 각도가 증가함에 따라 오류가 점차 증가합니다.

휘그사의 SST 시리즈 경사각 센서는 위와 같은 현실적 문제를 잘 해결하여 고정밀 경사도 측정을 실현한 제품입니다.

부록 2

기울기 측정에 대한 Whig의 핵심 기술 역량 소개

1. 경사 센서 하우징의 모달 테스트는 단순히 센서를 배치하는 문제가 아닙니다. 핵심 구성 요소는 모든 셸에 설치되고 패키지되어 제품이 됩니다.

2. 진동으로 인한 공진이 센서 필터링에 미치는 영향을 근본적으로 해결하기 위해 기울기 센서 PCBA 보드에 대한 모달 테스트를 수행합니다.

3. 관련 국내 및 국제 표준(GB, GJB, MIL, IEC, ISO, EN 등 포함)에 따라 엄격하게 테스트된 기울기 센서입니다.

4. 기울기 측정 분야의 발명 특허, 실용 신안 특허, 외관 특허 및 소프트웨어 저작권은 20개 이상입니다.

5. 독립적인 특허 자동화 테스트 기술이 적용된 기울기 센서는 인적 요소가 품질에 미치는 영향을 줄이고 품질 일관성을 유지합니다.

6. 정확도는 전체 온도 범위 내에서 -40~85℃에서 ±5아크초에 도달할 수 있으며 12개월 영점 안정성은 ±3.6아크초에 이릅니다. 우리는 세계에서 가장 정확한 기울기 센서를 제공할 수 있으며, 이를 계속 개선하고 있습니다.

7. 세계 최초로 기울기 센서를 iPad 및 iPhone 애플리케이션과 결합하여 사용자 편의성과 기울기 측정 경험을 크게 향상시켰습니다.

8. 100가지 이상의 액세서리로 사용자의 구성 및 디버깅 시간과 비용을 크게 줄일 수 있습니다. "사용자 비용 절감"을 제안하는 세계 최초의 경사 센서 공급업체입니다.

9. 약 30여종의 산업용 일반 및 군사/항공우주 특수 인터페이스를 제공합니다. 세계에서 가장 다양한 기울기 센서를 제공하는 회사이며 자체 연구 개발 능력을 보유하고 있어 고객의 특별한 요구 사항에 따라 대부분의 기울기 측정 제품을 맞춤화할 수 있습니다.

10. 약 50명의 직원으로 고객에게 다양한 서비스를 신속하게 제공할 수 있습니다. 세계 최대의 기울기 센서 전문 기업입니다.