本發(fā)明涉及測(cè)量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)形電極雙軸傾角傳感器。

背景技術(shù)：

傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測(cè)量?，F(xiàn)有的水平傾角傳感器主要有電容式和電解液式，采用金屬或玻璃構(gòu)成腔體，在腔體內(nèi)灌注傳感液體，在其中一個(gè)方向安裝一組驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極，通過(guò)電容量或電場(chǎng)信號(hào)的變化來(lái)測(cè)量?jī)A角值。這種傾角傳感器由于安裝的驅(qū)動(dòng)電極處于一個(gè)方向，以及驅(qū)動(dòng)電極間存在間隙，因此會(huì)存在大小不等的測(cè)量盲區(qū)。當(dāng)溫度變化時(shí)，液體發(fā)生變化，會(huì)導(dǎo)致輸出的傾角值發(fā)生變化，需要外部加以補(bǔ)償才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提出一種環(huán)形電極雙軸傾角傳感器，在不施加外部補(bǔ)償?shù)那闆r下，避免因測(cè)量盲區(qū)而導(dǎo)致輸出傾角的誤差，提高測(cè)量精確度。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種環(huán)形電極雙軸傾角傳感器，包括：環(huán)形腔體、由環(huán)形感應(yīng)電極和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極組成的傳感電極；

所述環(huán)形腔體內(nèi)灌注有電解液，且所述電解液的灌注量為所述環(huán)形腔體容積的一半；

所述環(huán)形感應(yīng)電極和所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極均安裝在所述環(huán)形腔體內(nèi)，且所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極包圍所述環(huán)形感應(yīng)電極，所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極和所述環(huán)形感應(yīng)電極之間存在間隙；

所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極由三組對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電極組成，每組驅(qū)動(dòng)電極包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板的覆蓋角度大于或等于60°，所述三組驅(qū)動(dòng)電極的覆蓋角度為360°。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形感應(yīng)電極的引腳從所述環(huán)形腔體的內(nèi)環(huán)引出；

所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極的引腳從所述環(huán)形腔體的外環(huán)引出。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形電極雙軸傾角傳感器還包括：外圍電路；

所述外圍電路分別與所述環(huán)形感應(yīng)電極的引腳、所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極的引腳連接，用于測(cè)量各引腳輸出的電壓值。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形電極雙軸傾角傳感器還包括：處理器；

所述處理器與所述外圍電路連接，用于根據(jù)所述外圍電路測(cè)量的電壓值，計(jì)算出當(dāng)前的傾斜角度。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形腔體為玻璃腔體。

進(jìn)一步的，所述環(huán)形感應(yīng)電極和所述環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極上印鍍有相同的電極層。

實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)形電極雙軸傾角傳感器，包括環(huán)形腔體、由環(huán)形感應(yīng)電極和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極組成的傳感電極；環(huán)形腔體內(nèi)灌注有腔體容積的一半的電解液。環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極和環(huán)形感應(yīng)電極均安裝在環(huán)形腔體內(nèi)，環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極由三組對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電極組成，每組驅(qū)動(dòng)電極包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板的覆蓋角度大于或等于60°，三組共6個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板覆蓋360全周范圍。相比于現(xiàn)有技術(shù)的傾角傳感器僅使用一組驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極，需要外部補(bǔ)償才能避免測(cè)量盲區(qū)的情況，本發(fā)明技術(shù)方案在不施加外部補(bǔ)償?shù)那闆r下，避免因測(cè)量盲區(qū)而導(dǎo)致輸出傾角的誤差，提高測(cè)量精確度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明提供的環(huán)形電極雙軸傾角傳感器的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

參見圖1，是本發(fā)明提供的環(huán)形電極雙軸傾角傳感器的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該環(huán)形電極雙軸傾角傳感器包括：環(huán)形腔體1、由環(huán)形感應(yīng)電極2和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3組成的傳感電極。

在本實(shí)施例中，環(huán)形腔體1內(nèi)灌注有電解液，且電解液的灌注量為環(huán)形腔體容積的一半。環(huán)形腔體1可以但不限于為內(nèi)外兩層玻璃圈構(gòu)成的玻璃腔體。

環(huán)形感應(yīng)電極2和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3均安裝在環(huán)形腔體1內(nèi)，且環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3包圍環(huán)形感應(yīng)電極2，環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3和環(huán)形感應(yīng)電極2之間存在間隙。

環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3三組對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電極組成，每組驅(qū)動(dòng)電極包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板的覆蓋角度大于或等于60°，三組驅(qū)動(dòng)電極的覆蓋角度為360°。如圖1所示，附圖標(biāo)志31為本發(fā)明所述的一組對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電極，其包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板。

在本實(shí)施例中，環(huán)形感應(yīng)電極2和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3上印鍍有相同的電極層。

在本實(shí)施例中，環(huán)形感應(yīng)電極2的引腳從環(huán)形腔體1的內(nèi)環(huán)引出。環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3的引腳從環(huán)形腔體1的外環(huán)引出。由于共有6個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板，因此共有6個(gè)引腳從環(huán)形腔體1的外環(huán)引出。

作為本實(shí)施例的一種舉例，本發(fā)明提供的環(huán)形電極雙軸傾角傳感器還包括：處理器和外圍電路。外圍電路分別與環(huán)形感應(yīng)電極的引腳4、環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極的引腳5連接，用于測(cè)量各引腳輸出的電壓值。處理器與外圍電路連接，用于根據(jù)外圍電路測(cè)量的電壓值，計(jì)算出當(dāng)前的傾斜角度。

為了更好的說(shuō)明本發(fā)明的工作原理，以下為本發(fā)明的傳感器工作流程步驟。首先，依次單獨(dú)的在三組驅(qū)動(dòng)電極上分別施加電壓，在電解液內(nèi)形成電場(chǎng)，當(dāng)液面處于不同的角度時(shí)，各組驅(qū)動(dòng)電極與電解液的接觸面積不同，在電解液內(nèi)形成的電場(chǎng)強(qiáng)度也會(huì)隨著變化，在環(huán)形感應(yīng)電極2上就會(huì)輸出與液面所處位置對(duì)于的6個(gè)電壓信號(hào)，再通過(guò)外圍電路讀取相應(yīng)的電壓值。處理器根據(jù)外圍電路測(cè)量的電壓值，計(jì)算出當(dāng)前的傾斜角度，具體為：由于液體灌注量是傳感器腔體容量的一半，因此在任意時(shí)刻，6個(gè)電極板中至少有一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板完全位于液體以外，同時(shí)其對(duì)應(yīng)的一個(gè)電極板完全位于液體之內(nèi)。這時(shí)，處理器通過(guò)外圍電路測(cè)量的這個(gè)電極板在極限位置時(shí)，環(huán)形感應(yīng)電極的輸出電壓，結(jié)合電極板相應(yīng)的編號(hào)，計(jì)算出相應(yīng)的傾斜角度。而另外兩組驅(qū)動(dòng)電極所對(duì)應(yīng)的輸出電壓可以作為傾斜角度的反饋補(bǔ)償，提高傾斜角度測(cè)量的準(zhǔn)確性，本發(fā)明通過(guò)多組電極實(shí)現(xiàn)閉環(huán)反饋補(bǔ)償，三組電極處于同一個(gè)腔體內(nèi)，當(dāng)溫度變化引起電解液變化時(shí)，三組驅(qū)動(dòng)電極形成相同的信號(hào)變化，當(dāng)一組電極工作時(shí)，其他兩組電極可提供參照信號(hào)，通過(guò)測(cè)量參照信號(hào)的變化可修正當(dāng)前的傾角數(shù)值，實(shí)現(xiàn)傾斜角度的溫度補(bǔ)償，無(wú)需另外設(shè)置補(bǔ)償電路或補(bǔ)償裝置，簡(jiǎn)化傳感器的結(jié)構(gòu)。

另外，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置3組驅(qū)動(dòng)電極，減小每組電極的間隙，從而減小了測(cè)量盲區(qū)。

由上可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種環(huán)形電極雙軸傾角傳感器，包括環(huán)形腔體1、由環(huán)形感應(yīng)電極2和環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3組成的傳感電極；環(huán)形腔體1內(nèi)灌注有腔體容積的一半的電解液。環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3和環(huán)形感應(yīng)電極2均安裝在環(huán)形腔體1內(nèi)，環(huán)形驅(qū)動(dòng)電極3由三組對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)電極組成，每組驅(qū)動(dòng)電極包含兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板的覆蓋角度大于或等于60°，三組共6個(gè)驅(qū)動(dòng)電極板覆蓋360全周范圍。相比于現(xiàn)有技術(shù)的傾角傳感器僅使用一組驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極，需要外部補(bǔ)償才能避免測(cè)量盲區(qū)的情況，本發(fā)明技術(shù)方案在不施加外部補(bǔ)償?shù)那闆r下，避免因測(cè)量盲區(qū)而導(dǎo)致輸出傾角的誤差，提高測(cè)量精確度。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory，ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。