说到测斜传感器可能很多人会感觉到高大上,其实在我们身边就有好多应用的例子。举个例子,农村家里盖房子的时候,瓦匠工人会在绳子的一端绑上一块重物(单摆),然后把绳子伸下去目测墙面和绳子是不是水平的。这就是最简单最原始的测斜传感器,是不是感觉很实用呢?
测斜传感器的原理
所谓测斜,就是检测物体的倾斜角度和倾斜方向。最开始的测斜工具就是单摆和罗盘,但是它们并不能测量三维的空间数据,并且测量精度不高。随着对数据的要求越来越严格,人们创造出了以惯性导航系统为基础的测斜传感器。
测斜传感器会通过构建三维坐标系统来测量载体的倾角和倾斜方向。在比较普遍的测量应用中,垂直方向会选用地球重力场方向,水平的两个方向可以选取两个垂直的水平方向,如北和东。得到坐标信息后,可以通过重力加速度计,也可以通过地磁传感器通过测算将物体坐标换算为大地坐标,得到相应的信息。
测斜传感器的应用场景
测斜传感器在工程中应用范围广泛,如基坑开挖、长距离钻孔、石油深井超深井测斜等。在刚刚贯通的港珠澳大桥中,有一段长7.6公里的海底隧道,如此之长的海底隧道预制件的沉放,在角度方向上不能有一丝一毫的差错,正是有诸多的角度、测斜传感器的检测,才使得隧道能够顺利合拢。
测斜传感器不仅在这些高大上的工程中有应用,在我们身边同样用处颇多。现在城市中一幢幢高楼拔地而起,而楼房地基的基坑开挖,主体建筑测斜都需要这些传感器的应用,以便获得最新的数据,保证工程的顺利实施,减少建筑的安全隐患。
测斜传感器作为传感器中的重要一类,在各个领域中发挥着越来越重要的作用,是惯性姿态传感器研究中的重要方向。正是测斜传感器的应用,使得我们可以欣赏到如此之多的建筑奇观和伟大工程。不论是矗立在波斯湾畔的哈利法塔,还是连接港澳与内地的港珠澳大桥,又或者是横亘在中华大地上的高铁网线,测斜传感器都发挥着重要影响。
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