Инклинометр. Измеряем наклон объекта

История [ править ]

Чертеж инклинометра, музей Галилео, Флоренция.

К инклинометрам относятся такие примеры, как клинометр Уэллса, основными частями которого являются плоская сторона или основание, на котором он стоит, и полый диск, наполовину заполненный тяжелой жидкостью. Стеклянная поверхность диска окружена градуированной шкалой, которая отмечает угол, под которым стоит поверхность жидкости по отношению к плоскому основанию. Нулевая линия параллельна основанию, и когда жидкость стоит на этой линии, плоская сторона горизонтальна; 90 градусов перпендикулярны основанию, а когда жидкость стоит на этой линии, плоская сторона перпендикулярна или отвесна. Отмечаются промежуточные углы, и с помощью простых таблиц преобразования прибор показывает скорость падения на заданное расстояние горизонтального измерения и заданное расстояние наклонной линии.

Клинометр колодца

Уровень Абни – это портативный геодезический прибор, разработанный в 1870-х годах, который включает в себя визирную трубку и инклинометр, расположенный так, чтобы геодезист мог выровнять визирную трубку (и ее перекрестие ) с отражением пузырька в спиртовом уровне инклинометра, когда линия визирования находится под углом, установленным на инклинометре.

Одна из наиболее известных инклинометров была установлена ​​на панели Ryan NYP «Дух Сент-Луиса» – в 1927 году Чарльз Линдберг выбрал легкий инклинометр Rieker Inc P-1057 Degree чтобы получать информацию об углах подъема и спуска.

Виды инструмента для измерения углов

Самый актуальный для нас с вами – угломер строительный. Без него и его верных спутников (отвес и строительный уровень) не обошлась бы ни одна площадка. Все оборудование устанавливается с четкой оценкой местности в трех измерениях, все монтажные работы, любая разметка – все это требует правильного ориентирования в пространстве, а человеческий глаз далеко не совершенен, поэтому даже горизонтальность плоскости взвесить тяжело, а что уже говорить об углах.

Угломер слесарный и столярный все время сопровождают специалистов, потому что их изделия служат потом в различных областях деятельности человека, и малейшие отклонения в осях или углах иногда могут стоить жизни. Для составления достоверных топографических схем также нельзя пользоваться нашим природным оптическим прибором, собственно, как невозможно им оценить и тонкие медицинские показатели. Поэтому топографу и ортопеду без такого инструмента работать нельзя.

Романтическая профессия астронома также не обходится без такого прибора. Школьники осваивают первые азы геометрии с таким приспособлением в руках, чаще это обычные угольники с уже фиксированными углами известной величины. Инженер, горняк, мореход – профессии, которые используют почти всю линейку возможных приборов для измерения углов. В каждой области нужны такие данные с различной степенью точности и достоверности. Все чаще применение находит высокотехнологичный лазерный угломер, особенно актуально это в военной промышленности (прицелы).

https://youtube.com/watch?v=4pFf65ZhVIA

Если сферы применения почти безграничны, то классификация инструмента по устройству несколько скромнее: оптика, механика, лазер и электроника. Уже внутри этой классификации можно найти множество других параметров, которые влияют на выбор заказчика, например, допустимые погрешности. Также влияют на цену товара мобильность, функциональность, размеры самого прибора, его комплектация.

Фото электронного угломера, bse.sci-lib.com

Фото угломера с Нониусом, bse.sci-lib.com

Фото маятникового угломера, laborant.net

Фото лазерного угломера, condtrol.com

Фото столярного угломера, sgforum.hu

Инклинометр с гироскопом

Поскольку инклинометры измеряют угол объекта относительно силы тяжести, внешние ускорения, такие как быстрые движения, вибрации или удары, вносят ошибки в измерения наклона. Чтобы решить эту проблему, можно использовать гироскоп в дополнение к акселерометру. Любое из вышеупомянутых ускорений оказывает огромное влияние на акселерометр, но ограниченно влияет на измеренные скорости вращения гироскопа. Алгоритм может объединить оба сигнала, чтобы получить наилучшее значение от каждого датчика. Таким образом можно отделить фактический угол наклона от ошибок, вызванных внешними ускорениями.

Двухосевой акселерометр

Избавиться от перечисленных недостатков поможет введение в систему
измерения дополнительной оси чувствительности y, ортогональной оси x и
также находящейся в плоскости действия силы гравитации (Рисунок 3).

Подобно ситуации с одним сенсором, значение ускорения измеренное акселерометром по оси
X будет пропорционально синусу угла наклона, а значение ускорения измеренное
акселерометром по оси Y– косинусу угла наклона. Из свойств функций синуса и косинуса следует,
что в то время как чувствительность по одной оси будет уменьшаться, она же по
другой будет увеличиваться. Расчет угла наклона можно провести
воспользовавшись следующей формулой:

(4),(5)

В отличие от одноосевого случая, применение отношения проекций для вычисления угла
наклона, делает аналитическое определение порога чувствительности непростой задачей.
Учитывая что чувствительность по одной оси растет в то время как по другой она падает,
можно грубо считать общую чувствительность постоянной величиной. Такое поведение
характеристики значительно упрощает выбор акселерометра, обладающего необходимой разрешающей
способностью. Расчет порога чувствительности, выполненный для одного
угла, будет справедлив для всего интервала измеряемых углов.

Любой наклон не по оси чувствительности приведет к значительным ошибкам измерения угла наклона одноосевым
акселерометром. Введение дополнительной оси чувствительности позволяет получить довольно точные
результаты, даже если присутствует наклон по третьей оси. Так происходит благодаря тому, что эффективная
чувствительность инклинометра пропорциональна квадратному корню из суммы квадратов проекций силы
гравитации на чувствительные оси.

Когда сила гравитации действует только в плоскости XY значение ускорения, которое измерит акселерометр,
будет строго равно 1g. Наклон в плоскости XZ или YZ уменьшит измеряемое ускорение, что в свою
очередь снизит чувствительность инклинометра. Но несмотря на это, все еще можно получить точные результаты,
относящиеся к углу наклона в плоскости XY. Эти рассуждения справедливы только для не больших углов наклона
в плоскости XZ и YZ. С ростом угла наклона влияние силы гравитации на оси X и Y будет уменьшаться,
в итоге невозможно будет вообще рассчитать угол наклона.

Кроме того, дополнительная ось дает нам возможность измерять углы в диапазоне 0-360 градусов. Достигается
это благодаря смене знака в зависимости от принадлежности угла к тому или иному квадранту.

90º X > 0; Y < 0 180º	X > 0; Y > 0 0º
X < 0; Y < 0 270º	360º X < 0; Y > 0

Принадлежность угла к тому или иному квадранту,
может быть определена в результате анализа значений, полученных для
каждой из чувствительных осей.

Сенсорная технология [ править ]

Датчики наклона и инклинометры создают искусственный горизонт и измеряют угловой наклон относительно этого горизонта. Они используются в камерах, системах управления полетом самолетов, автомобильных системах безопасности и специальных переключателях, а также используются для выравнивания платформы, индикации угла наклона стрелы и в других приложениях, требующих измерения наклона.

Важными характеристиками, которые следует учитывать для датчиков наклона и инклинометров, являются диапазон угла наклона и количество осей. Оси обычно, но не всегда, ортогональны . Диапазон угла наклона – это диапазон желаемой линейной выходной мощности.

Распространенными реализациями датчиков наклона и инклинометров являются акселерометр, емкостный жидкостный , электролитический, газовый пузырь в жидкости и маятник.

Технология датчика наклона также была реализована в видеоиграх. Универсальная гравитация Йоши и Kirby Tilt ‘n’ Tumble основаны на механизме датчика наклона, который встроен в картридж. На PlayStation 3 и Wii игровые контроллеры также использовать тент в качестве средства , чтобы играть в видеоигры.

Инклинометры также используются в гражданском строительстве , например, для измерения наклона земли, на которой будет строиться строительство.

Некоторые инклинометры имеют электронный интерфейс на базе CAN (сети контроллеров) . Кроме того, эти инклинометры могут поддерживать стандартизированный профиль CANopen (CiA 410). В этом случае эти инклинометры совместимы и частично взаимозаменяемы.

Классификация измерительных инструментов

При проведении работ, связанных с изготовлением различных деталей, ремонтных и строительных работ и пр. применяют контрольно-измерительные инструменты. Предприятия, занимающиеся производством этой продукции, выпускают множество видов измерительного инструмента – ручной, универсальный, цифровой и пр.

К ручному измерительному инструменту относят такие, как — линейки, рулетки, угольники, штангенинструмент, микрометрический и пр. Большая часть ручного инструмента относится к универсальному измерительному инструменту. Такие изделия можно применять при проведении замеров большей части деталей и узлов.

Ручные измерительные инструменты

Для выполнения точных замеров применяют инструмент с установленным на нем лазером. Такие изделия применяют в строительстве – это уровни, дальномеры, и другие изделия, предназначенные для выполнения разметки фронта работ или проведения геодезических исследований. Лазерный измерительный инструмент отличается простотой в эксплуатации, точностью снятых показаний. Большая часть такого инструмента может передать полученные данные для дальнейшей обработки в компьютер.

Строительный измерительный инструмент нашел свое применение на строительной площадке. Он отличается простотой в эксплуатации, ручной, не отличается высокой точностью. В то же время на стройплощадке применяют инструмент, использующий лазерный луч. Это позволяет выполнять замеры с точностью до долей миллиметра.

Измерительный и разметочный инструмент применяют перед началом работ. С его помощью производят разметку заготовок, обрисовывают контуры будущей детали и только после этого приступают к ее изготовлению. В плотницких и столярных работах применяют следующие инструменты – складной метр, рулетку, уровень, в том числе и гидравлический. Кроме этого, используют и такие, как рейсмус, циркули, угольники разных размеров. Существуют и такие приборы, как ерунок или малка. Для работы с металлом применяют другие приборы, например, штангенрейсмас или штангенциркуль с разметочными губками. Для работы с металлом целесообразно использовать и так называемые слесарные линейки, изготавливаемые из качественной нержавеющей стали и имеющие цену деления от 1 до 0,5 мм. Кроме этого, в производстве применяют лекала, их используют для разметки сложных дуговых линий.

Механический измерительный инструмент можно подразделить на пять классов:

• бесшкальный;
• штангенинструмент;
• головки;
• зубчато-рычажный;
• микрометрический.

К первому классу относят линейки – поверочные и лекальные.  С их помощью проверяют прямолинейность поверхности. Она может быть выполнена на просвет, или для этого используют щупы.Для контроля просвета поверочную линейку укладывают на контролируемую поверхность, например, на станочные направляющие. К мерительным устройствам этого класса относят поверочные плиты, концевые меры длины и многие другие.

Поверочная плита

Штангенинструмент состоит из двух контрольных поверхностей, между которыми и выставляют размер. Одна поверхность является частью штанги, на второй подвижной или закреплена контрольная линейка, на которую нанесены размерные риски. Они могут иметь разную цену деления в зависимости от точности инструмента.Инструмент этого класса применяют для замера внешних и внутренних размеров – штангенциркули, для выполнения замеров глубины паза. С помощью инструмента этого типа контролируют размеры зуба в шестерне.

Измерительными головками называют устройства, которые преобразуют перемещения мерительного наконечника в движение стрелки на круговой размеченной шкале. Эти устройства применяют, например, для выполнения замеров биения детали, зажатой в патрон токарного станка. Для удобства работы с такой головкой, на заводском сленге ее называют «часы», применяют стойки или штативы. Измерительные головки разделяют на:

• пружинные;
• рычажно – зубчатые;
• рычажные.

Измерительные головки

У микрометрического инструмента главным элементов является шпиндель, на поверхность которого нанесена особо точная резьба. Этот инструмент способен проводить замеры с точностью до 0,01 мм. Микрометрический инструмент устанавливают в скобы,приспособления и пр. представители этого класса инструмента — микрометры, микрометрические нутро- и глубиномеры пр.

Где и когда нужно пользоваться инструментом

Свое применение этот измерительный инструмент нашел в разных сферах, но самым популярным направлением, где без угломера обойтись никак нельзя — это строительство. Не меньшей популярностью пользуется угломер среди плотников, столяров и монтажников. Когда нужно выставить прямой угол, то мастер пользуется угольником. Если же необходимо соединить детали под другим углом (больше или меньше 90 градусов), тогда понадобится воспользоваться угольником.

Это интересно! Угольник применяется не только для выставления нужного угла, при котором будут соединяться детали или сооружаться конструкции, но еще и с целью проверки соответствия указанному значению. Именно поэтому прибором пользуются не только строители, но и специалисты во время проведения проверочных работ.

Одним из самых простейших примеров применения угломера в быту — когда самостоятельно выполняется оштукатуривание оконных откосов. Если боковые откосы имеют не прямой угол, тогда для идентичности двух стенок, понадобится воспользоваться угломером. Кроме строительства, применяются инструменты в следующих сферах:

• Геометрия
• Астрономия
• Военное направление
• Мореходка
• Сварочные работы

В зависимости от сферы использования, были разработаны соответствующие виды угломеров, о чем подробно узнаем далее.

Приложения

Символ, используемый в геотехнических чертежах

Инклинометры используются для:

• Определение широты с помощью Полярная звезда (в Северном полушарии) или две звезды созвездия Crux (в Южном полушарии).
• Определение угла магнитного поля Земли по отношению к горизонтальной плоскости.
• Показывает отклонение от истинной вертикали или горизонтали.
• Геодезия, для измерения угла наклона или подъема.
• Предупреждение оператора оборудования о том, что оно может опрокинуться.
• Измерение углов возвышения, уклона или наклона, например набережной.
• Измерение небольших перепадов уклонов, особенно для геофизика. Такие инклинометры, например, используются для мониторинга вулканы, или для измерения глубины и скорости движения оползня.
• Измерение перемещений в стенах или земле в проектах гражданского строительства.
• Определение погружение кроватей или пласт, или откос насыпи, или выемка; своего рода отвес.
• Некоторые автомобильные безопасность системы.
• Индикация тангажа и крена транспортных средств, морских судов и самолетов. Видеть координатор поворота и индикатор скольжения.
• Контроль угла наклона стрелы кранов и погрузчиков.
• Измерение «угла обзора» спутниковой антенны по отношению к спутнику.
• Регулировка солнечная панель под оптимальным углом для максимальной производительности.
• Измерение угла наклона ленты или цепи при измерении расстояния.
• Измерение высоты здания, дерева или другого объекта с помощью вертикального угла и расстояния (определяемого при помощи ленты или шага) с помощью тригонометрия.
• Измерение угла сверления в каротаж.
• Измерение список из корабль в спокойной воде и катиться в бурной воде.
• Измерение крутизны лыжный склон.
• Измерение ориентации самолеты и родословные в скалах, в сочетании с компас, в структурная геология.
• Измерение диапазон движения в суставах тела
• Измерение угла наклона таз. Многочисленные измерения шеи и спины требуют одновременного использования двух инклинометров.
• он измеряет угол возвышения и, в конечном итоге, вычисляет высоту многих вещей, недоступных для прямого измерения.
• Измерение и точная настройка угла линейный массив динамик виснет. Подтверждение угла, достигнутого с помощью лазера, встроенного в выносной инклинометр.
• Установка правильной ориентации солнечных панелей при установке
• Установка угла стрельбы пушки или пушки (определяет дальность выстрела)
• Электронные игры
• Помогите предотвратить создание небезопасных условий труда.
• В USDA Лесная служба использует датчики наклона (или инклинометры) для измерения высоты дерева в его Инвентаризация и анализ лесов программа.

Индикаторы наклона представляют собой одноразовые, хотя и многоразовые датчики, прикрепляемые к товарам как часть упаковки во время транспортировки.

Игры

Nintendo использовали технологию датчика наклона в пяти играх для Геймбой серия портативных игровых систем. Датчик наклона позволяет игрокам контролировать аспекты игры, изменяя игровую систему. Игры, в которых используется эта функция:

• Универсальная гравитация Йоши (Game Boy Advance)
• WarioWare: Искаженный! (Game Boy Advance) (не выпущен в Европе)
• Пазл Коро Коро Счастливый Панечу! (Game Boy Advance) (только для Японии)
• Кирби Tilt ‘n’ Tumble (Цвет Game Boy) (не выпускается в Европе)
• Командный мастер (Цвет Game Boy) (Только для Японии)

Датчики наклона также можно найти в игровых контроллерах, таких как Microsoft Sidewinder Freestyle Pro и Sony PlayStation 3 контроллер.

Однако, в отличие от этих других контроллеров, в которых датчик наклона служит дополнением к обычным методам управления, он служит одной из центральных функций Nintendo. Пульт Wii и . Наряду с акселерометрами, датчики наклона являются основным методом контроля в большинстве Wii игры.

Сейчас он используется во многих различных аспектах, а не только в играх вроде мотокросс и авиасимуляторы. Его можно использовать для спортивных игр, шутер от первого лицаи другие необычные способы использования, например, WarioWare: плавные движения

Другой пример – виртуальная версия деревянного лабиринта с препятствиями, в котором вам нужно маневрировать мячом, наклоняя лабиринт. Интерфейс датчика наклона homebrew был сделан для Palm (КПК).

Сенсорная технология

Датчики наклона и инклинометры создают искусственный горизонт и измеряют угловой наклон относительно этого горизонта. Они используются в камерах, системах управления полетом самолетов, автомобильных системах безопасности и специальных переключателях, а также используются для выравнивания платформы, индикации угла наклона стрелы и в других приложениях, требующих измерения наклона.

Важные характеристики датчиков наклона и инклинометров – это диапазон угла наклона и количество осей. Оси обычно, но не всегда, ортогональны. Диапазон угла наклона – это диапазон желаемой линейной выходной мощности.

Обычными реализациями датчиков наклона и инклинометров являются акселерометр, емкостная жидкость, электролитический, газовый пузырь в жидкости и маятник.

Технология датчика наклона также применяется в видеоиграх. Универсальная гравитация Йоши и Kirby Tilt ‘n’ Tumble построены на основе механизма датчика наклона, встроенного в картридж. Игровые контроллеры PlayStation 3 и Wii также используют наклон как средство для воспроизведения видеоигр.

Инклинометры также используются в гражданском строительстве, например, для измерения наклона земли, на которой будет строиться строительство.

Некоторые инклинометры имеют электронный интерфейс на основе CAN (сеть контроллеров). Кроме того, эти инклинометры могут поддерживать стандартизированный профиль CANopen (CiA 410). В этом случае эти инклинометры совместимы и частично взаимозаменяемы.

Принцип работы

Инклинометры измеряют угол ориентации объекта относительно силы тяжести. Это может быть сделано при помощи акселерометра, который контролирует эффект гравитации на малых массах, подвешенных в упругой опорной конструкции. Когда устройство наклоняется, эта масса будет перемещаться, вызывая изменение ёмкости между массой и несущей структурой. Угол наклона рассчитывается по измеренным ёмкостям.

Датчик такого инклинометра состоит из следующих деталей:

1. Контрольной массы.
2. Контактов.
3. Пружин.
4. Фиксированных электродов.

Когда инклинометр находится в горизонтальном положении, то измеряется ёмкость между электродами. Если датчик наклонен, подвижная масса и его контакт изменят положение относительно неподвижного электрода. Это результирующее изменение ёмкости между двумя электродами измеряется ячейкой датчика и используется для расчета нового значения наклона.

Приложения

Символ, используемый в геотехнических чертежах

Инклинометры используются для:

• Определение широты с помощью Полярной звезды (в северном полушарии) или двух звезд созвездия Крюкс (в южном полушарии).
• Определение угла магнитного поля Земли относительно горизонтальной плоскости.
• Отображение отклонения от истинной вертикали или горизонтали.
• Геодезия для измерения угла наклона или возвышения.
• Предупреждение оператора оборудования о том, что оно может опрокинуться.
• Измерение углов возвышения, уклона или наклона, например, насыпи.
• Измерение небольших перепадов уклонов, особенно для геофизики . Такие инклинометры используются, например, для мониторинга вулканов или для измерения глубины и скорости движения оползней.
• Измерение перемещений в стенах или земле в проектах гражданского строительства.
• Определение падения пластов или пластов, уклона насыпи или выемки; своего рода отвес.
• Некоторые автомобильные системы безопасности .
• Индикация тангажа и крена транспортных средств, морских судов и самолетов. См. Координатор поворота и индикатор пробуксовки .
• Контроль угла наклона стрелы кранов и погрузчиков.
• Измерение «угла обзора» спутниковой антенны по отношению к спутнику.
• Регулировка солнечной панели под оптимальным углом для максимальной производительности.
• Измерение угла наклона ленты или цепи при измерении расстояния.
• Измерение высоты здания, дерева или другого объекта с использованием вертикального угла и расстояния (определяемого при помощи ленты или шага) с помощью тригонометрии .
• Измерение угла бурения при ГИС .
• Измерение список из более судна в стоячей воде и крен в неспокойной воде.
• Измерение крутизны горнолыжного склона .
• Измерение ориентации плоскостей и линий в горных породах в сочетании с компасом в структурной геологии .
• Измерение диапазона движений в суставах тела
• Измерение угла наклона таза . Многочисленные измерения шеи и спины требуют одновременного использования двух инклинометров.
• он измеряет угол возвышения и, в конечном итоге, вычисляет высоту многих вещей, которые иначе были бы недоступны для прямого измерения.
• Измерение и точная настройка угла зависания динамика линейного массива . Подтверждение полученного угла с помощью лазера, встроенного в удаленный инклинометр .
• Установка правильной ориентации солнечных панелей при установке
• Установка угла стрельбы пушки или пушки (определяет дальность выстрела)
• Электронные игры
• Помогите предотвратить создание небезопасных условий труда.
• Министерство сельского хозяйства США Лесная служба использует датчики наклона (или инклинометров), чтобы измерить высоту дерева в его инвентаризации лесов и анализ программе.

Индикаторы наклона – одноразовые, хотя и многоразовые датчики, прикрепляемые к товарам как часть упаковки во время транспортировки.

Игры

Nintendo использовала сенсор наклона в пяти играх серии портативных игровых систем Game Boy . Датчик наклона позволяет игрокам контролировать аспекты игры, изменяя игровую систему. Игры, в которых используется эта функция:

• Универсальная гравитация Йоши (Game Boy Advance)
• WarioWare: Искаженный! (Game Boy Advance) (не выпущен в Европе)
• Пазл Коро Коро Счастливый Панечу! (Game Boy Advance) (только для Японии)
• Kirby Tilt ‘n’ Tumble ( Game Boy Color ) (не выпущен в Европе)
• Command Master ( Game Boy Color ) (только для Японии)

Датчики наклона также можно найти в игровых контроллерах, таких как Microsoft Sidewinder Freestyle Pro и контроллер Sony PlayStation 3 .

Однако, в отличие от этих других контроллеров, в которых датчик наклона служит дополнением к обычным методам управления, он служит одной из центральных функций пульта Nintendo Wii Remote и . Наряду с акселерометрами датчики наклона являются основным методом управления в большинстве игр для Wii .

Теперь он используется во многих различных аспектах, а не только в играх, таких как мотокросс и авиасимуляторы. Его можно использовать для спортивных игр, шутера от первого лица и других необычных применений, например, в WarioWare: Smooth Moves.

Другой пример – виртуальная версия деревянного лабиринта с препятствиями, в котором вам нужно маневрировать мячом, наклоняя лабиринт. Доморощенный интерфейс датчика наклона был сделан для Palm (КПК) .

Инклинометр с гироскопом/h2>

Поскольку инклинометры измеряют угол объекта по отношению к то сила тяжести, внешние ускорения, такие как быстрые движения, вибрации или удары, вносят ошибки в измерения наклона. Чтобы решить эту проблему, можно использовать гироскоп в дополнение к акселерометру. Любое из вышеупомянутых ускорений оказывает огромное влияние на акселерометр, но ограниченно влияет на измеренные скорости вращения гироскопа. Алгоритм может объединить оба сигнала для получения наилучшего значения от каждого датчика. Таким образом, можно отделить фактический угол наклона от ошибок, вызванных внешними ускорениями.

Точность

Некоторые высокочувствительные электронные датчики инклинометра могут достигать разрешения до 0,0001 °; в зависимости от технологии и диапазона углов он может быть ограничен 0,01 °. Однако истинная или абсолютная точность датчика инклинометра (которая представляет собой совокупную общую погрешность) представляет собой комбинацию начальных наборов смещения нуля датчика и чувствительности, линейности датчика, гистерезиса, повторяемости, а также температурных дрейфов нуля и чувствительности – точности электронных инклинометров. обычно может находиться в диапазоне ± 0,01–2 ° в зависимости от датчика и ситуации. Обычно в условиях комнатной температуры точность ограничивается характеристиками линейности датчика.

Электронные инклинометры

Электронные инклинометры ООО НПЦ БАУ-Мониторинг с выходным интерфейсом RS-485 построены на базе электронных датчиков ускорений MEMS-типа, имеют встроенную внутрисхемную термокомпенсацию, хорошую точность и долговременную стабильность. Измеряют углы наклона с учетом действующих внешних вибраций и ударов. В отличие от инклинометров, построенных на базе датчиков из кварцевого стекла, более дешевы, имеют расширенный диапазон измерения углов наклона, значительно более устойчивы к воздействию вибраций или ударов, но обладают меньшей точностью измерений. Могут быть интегрированы в различные системы мониторинга инженерных конструкций СМИК.

Электронный инклинометр-акселерометр АЦт90 – это малогабаритный вибро- и удароустойчивый датчик углов наклона в диапазоне ±90° по двум ортогональным осям X,Y и датчик-акселерометр для непрерывного измерения ускорений по трём взаимно ортогональным осям X, Y, Z в диапазоне ±58 м/c2. Выходной интерфейс – цифровой, RS-485. Имеет встроенный внутрисхемный датчик температуры. Внесен в Реестр средств измерений. Подробнее…

31 500,00 руб.

Инклинометры широко применяются в строительстве и в горнодобывающей промышленности. Измерение малых углов позволяет не только следить за состоянием зданий и инженерных сооружений на этапе строительства и реконструкции, но и прогнозировать обрушение в шахтах и горных выработках, любые аномальные геоклиматические явления, связанные с поднимание и опусканием земной коры.

С помощью инклинометров различных типов проводят статический контроль угловых отклонений малоподвижных объектов: зданий, плотин, стволов шахт, мостов, антенных опор, и других объектов – там, где требуется высокоточный контроль углового положения и динамический мониторинг состояния инженерных конструкций или различного оборудования. Инклинометры, обладающие высокой точностью и стабильностью, используют для прогнозировании горных ударов в шахтах.

Точность и стабильность выполненных с помощью инклинометров измерений углов наклона зависит в первую очередь от параметров чувствительного элемента. В разное время разрабатывались инклинометры с емкостными, индуктивными, трансформаторными, резисторными, струнными, фотоэлектрическими, струйными, индукционными, ферродинамическими чувствительными элементами, инклинометры с кодирующими дисками и т.д.

Наибольшей чувствительностью, позволяющей с высокой точностью измерять малые углы наклона, обладают инклинометры, построенные на базе фотоэлектрических, ёмкостных и некоторых типов индуктивных датчиков угловых перемещений.

Если рассматривать емкостные датчики наклона, то наиболее высокими метрологическими параметрами обладают датчики, построенные по дифференциальной мостовой схеме на принципе изменения площади взаимного перекрытия пластин измерительных конденсаторов и на принципе изменения зазора между пластинами. Пример емкостного дифференциального мостового датчика углов наклона приведен на рис. ниже.

В советский период отечественными НИИ и ОКБ были разработаны и широко применялись в горной промышленности для контроля состояния скважин скважинные инклинометры ИК-2, ИТ-200, УМИ-25, ЗИ-1М, ЗИ-2, ИЭМ 36, серия магнитометрических инклинометров ИММН и т.д.

В настоящее время для контроля углов наклона высотных, уникальных или длиннопролетных зданий, мостов, тоннелей и мостов находят применение инклинометры ИН Д3 различных моделей.

ООО НПЦ БАУ-Мониторинг разработало и изготавливает модельный ряд высокоточных и высокостабильных инклинометров различного ценового диапазона для мониторинга технических параметров безопасности инженерных объектов различного типа:

• Объекты энергетики: атомные реакторы, плотины, ГЭС, ГРЭС, и т.д.
• Нефтегазовая отрасль: нефтепроводы, газопроводы
• Строительные объекты и инженерные конструкции различного назначения (высотные жилые дома, длиннопролетные конструкции – стадионы, цирки, и т.д., помещения заводов, фабрик, складов, нестандартные здания, объекты транспортного строительства – мосты, тоннели, эстакады, метро, и т.д.)
• Шахты и горные выработки

Использует [ редактировать ]

Переносные клинометры используются для множества геодезических и измерительных задач. При топографической съемке и картографировании клинометр может обеспечить быстрое измерение наклона географического объекта или использоваться для съемки пещер . При разведке полезных ископаемых клинометры используются для измерения простирания и падения геологических формаций. В лесном хозяйстве измерение высоты деревьев может быть выполнено с помощью клинометра с использованием стандартных методов. Основные артиллерийские орудия могут иметь связанный клинометр, используемый для облегчения наведения снарядов на большие расстояния.

Постоянно установленные наклономеры устанавливаются на основных земляных работах, таких как плотины, для контроля долгосрочной устойчивости конструкции.

Измерение наклона клинометром

Факторы, влияющие на использование инклинометров

(Общая точность зависит от типа датчика наклона (или инклинометра) и используемой технологии)

• Сила тяжести
• Температура (дрейф), смещение нуля, линейность, вибрация, удары, поперечная чувствительность, ускорение / замедление.
• Требуется прямая видимость между пользователем и измеряемой точкой.
• Для получения максимальной точности требуется четко определенный объект.
• Точность измерения углов ограничена значением чуть лучше одной угловой секунды.