1.引 言
传感器是能感触规则的被丈量并依照必定的规则转化成可用输出信号的器材或设备，作为信息体系的要害根底器材，近年来，现已遭到国内外的广泛重视。歪斜传感器作为经典的传感器之一，也正在被新材料、新原理、多功能、新结构所替代，与数字技能、通讯技能的结合越来越亲近，朝着集成化、智能化和微型化方向开展。
2.歪斜传感器原理
为了测知被测物体与规范水平面的歪斜视点，常常用到一种电解质型传感器。图为一双轴传感器在细微歪斜时单轴向示意图，传感器由密封圆筒构成，圆筒之间充溢整个容量一半左右的流体介质，电解质为呈粘滞性液体，圆筒中装有电极，而且浸泡在电解液中，各电极别离有管脚引出。当传感器歪斜时，液面由于重力坚持水平，两电极间传导率与电极浸入液体的长度成正比。例如图中所示的倾角下，电极a、b之间的传导率大于电极b、c之间的传导率。可见，在电特性上，传感器相似于分压计，阻抗的改动和歪斜的视点成正比，传感器输出信号随歪斜视点改动的联系如图二所示，留意当倾角大于20°时输出信号变得非线性。能够证明，传感器能够丈量的倾角规模为电解液容量、电极距离和电极长度的函数。传感器在某种程度上相似于铅酸电池，电流能引起电解质的化学反响，终究成果使电解质失掉导电性，所认为了避免电解反响的发生，传感器的鼓励有必要为频率足够高的交变电流。关于某些电解液，这个频率能够为25Hz，而有些电解液则需求到达1000Hz到4000Hz。
图一
图二 传感器输出特性
3. 歪斜传感器在舰载天线操控中的运用
3.1舰艇的行进、波浪波动都会导致舰载天线随机座发生歪斜，所认为了保证天线能够接连精确地盯梢卫星，就要对天线轴架进行实时调整。由于天线的滚动操控除了方位（Azimuth）与俯仰（Level），还有一个俯仰的笔直面（Cross level），因而要用到三个检测电机转速的角速度传感器和一个检测水平度的歪斜传感器。如图所示：
图三 舰载卫星天线示意图
3.2传感器参数及运用
丈量规模±45°；输入电压＋5v；输出＋1～4vDC或4～20mA；分辨率为0.01°；非线性为±2°；工作温度为－40°C～＋80°C；接受冲击才能为1000g，1msec。
关于双轴传感器则即有与单轴传感器相似的特点，又包括本身的复杂性。由于双轴同享中心电极，四个外围电极理想地散布于正方形的四个角，所以每个轴向的独立丈量要用到两种办法：一是同一时间只要一个轴向鼓励，二是双轴向一起加载不同频率的鼓励，如图所示，电极a、c间的鼓励信号频率为电极d、e间的二倍，要留意办法一中正交的两个轴向别离为对角线ac和de方向，而办法二中正交的两个轴向则是外围电极正方形的边际ae和ad方向。
图四 外围电极波形
3.3传感器接口电路
图五 输入电路框图
从图中能够看出，由于传感器输出为弱小的模拟信号，所以有必要把传感器输出的模拟量进行预处理，又称信号调度，而且通过A/D转化变成数字量，处理器才能对其进行剖析处理。详细到电解质型倾角传感器，以某型舰载天线为例，实践运用电路如下图所示：
图六 传感器运用电路
图中U5构成传感器输出CTR端信号的反相扩大电路，F1，F2来自处理器输出端口操控信号，为频率50HZ、相位差180°的方波，通过反相器作为传感器的LV和CL电极驱动，既可完结每对电极上信号极性的替换改动，又能供给水平缓笔直水平二维歪斜度丈量的挑选。F1，F2一起又作用于多路输入挑选器U6的操控端A和B，对应于每对电极上信号极性的改动，挑选操控相应极性的信号作为输出。
4.结束语
电解质型倾角传感器具有杰出的复现性、牢靠性和较高的精度，在运用中需求特别留意的是：⑴驱动信号F1，F2有必要为直流重量为零的沟通电压信号，由于直流会使电解质发生电解反响而失掉导电性，对传感器形成不可逆转的损坏。⑵避免运用波峰焊接以及化学有机溶剂洗刷，以避免传感器输出特性的改动和电解液走漏。
本文作者立异点：为保证其牢靠运转，应在处理器端口引脚和传感器之间接上CMOS 反相器。微处理器能够设置成每秒唤醒一次或几回进行新的丈量，一起采样驱动信号中点电压作为参阅，这样每次丈量分两步完结：首要核算传感器信号减去参阅信号的值，然后加上反相驱动信号并核算参阅信号减去传感器信号的值，将两次丈量成果相减得到所需歪斜值的2 倍且使体系发生的误差相抵消。
