如右圖所示,密閉腔體中氣體的流動是連續(xù)的,所以熱氣流在向上運(yùn)動的過程中,依次經(jīng)過下部和上部的熱線。若忽略氣體上升過程中克服重力的能量損失,則穿過上部熱線的氣流已經(jīng)與下部熱線的產(chǎn)生熱交換,使穿過兩根熱線時的氣流速度不同,這時V2>V2,因此流過兩根熱線的電流也會發(fā)生相應(yīng)的變化,所以電橋失去平衡,輸出對應(yīng)傾斜角度的電信號。
分析對比 固、液、氣體擺性能差異
基于固體擺、液體擺及氣體擺原理研制的傾角傳感器而言,它們各有所長。在重力場中,固體擺的敏感質(zhì)量是擺錘質(zhì)量,液體擺的敏感質(zhì)量是電解液,而氣體擺的敏感質(zhì)量是氣體。
氣體是密封腔體內(nèi)的唯一運(yùn)動體,它的質(zhì)量較小,在大沖擊或高過載時產(chǎn)生的慣性力也很小,所以具有較強(qiáng)的抗振動或沖擊能力。但氣體運(yùn)動控制較為復(fù)雜,影響其運(yùn)動的因素較多,其精度無法達(dá)到軍用武器系統(tǒng)的要求。
固體擺傾角傳感器有明確的擺長和擺心,其機(jī)理基本上與加速度傳感器相同。在實(shí)用中產(chǎn)品類型較多如電磁擺式,其產(chǎn)品測量范圍、精度及抗過載能力較高,在武器系統(tǒng)中應(yīng)用也較為廣泛。
液體擺傾角傳感器介于固體擺和氣體擺之間,其系統(tǒng)穩(wěn)定,在高精度系統(tǒng)中,應(yīng)用較為廣泛。