Hældningssensorteknologi

De fleste af hældningssensorerne (også kaldet hældningsmålere, vippe- eller stigningssensorer), der er tilgængelige på markedet i dag, har et flerakset MEMS-accelerometer (MEMS = mikroelektromekanisk system).
Disse typer måleceller er meget små, præcise og robuste samt slitage- og vedligeholdelsesfri.

Kort sagt består en MEMS-målecelle af to hovedkomponenter: én bevægelig elektronisk del og én fast mekanisk del.
Den bevægelige indvendige del, der består af en målemasse (seismisk masse), er udstyret med elektroder på den udvendige kant, der er ophængt af fjederelementer.
Den faste udvendige del af målecellen har også disse elektroder.
De elektroder, der er placeret med en minimumsafstand til hinanden, danner en "kam".
Når sensoren befinder sig i en vandret position, er z-aksen for sensoren normalt parallel med jordvektoren. Dermed er værdien et "absolut" nul.
Hvis sensoren vippes i én retning, vil den bevægelige masse indeni og dens elektrode skifte position i forhold til den faste elektrode.

1. Bevægelse (= acceleration)
2. Kamelektroder med ~1,3 µm afstand til hinanden

Den resulterende ændring af kapacitans mellem disse to elektroder registreres af målecellen og bliver brugt til at beregne værdien af den endelige vinkel.

VIGTIGT!

Hver hældningssensor leveres fra fabrikken med absolut kalibrering.
Den anvendte reference er tyngdekraftvektoren, dvs. tyngdekraftsaccelerationen, 1g (= 9,81 m/s²).
Hvis en måleakse for sensoren er parallel eller kongruent med jordvektoren, kan der ikke måles nogen vinkler. Sensoren mangler retning i sin position. Som et resultat er en direkte vinkelmåling (rotationsregistrering) rundt om den lodrette referenceakse (krøjningsvinkel) ikke mulig. Krøjningsvinklen kan dog beregnes indirekte via en ekstern PLC.
Se "Ekstra funktioner for den dynamiske hældningssensor [JDxxxx]".