新型二维水平传感器Read.PDFVIP

新型二维水平传感器 余 　和 　五 (南京师范大学物理科学与技术学院　南京　210097) 摘 　要 　　提出一种新型高精度二维水平传感器 ,其输出为直流毫伏信号 ,测量灵敏度为 05mVarcsec ,检测范围 为 ±200arcsec ,精度达 1arcsec ,时间响应为 1s. 该传感器可直接与自动测量系统连接 ,也可接二次仪表成为水平仪. 关键词 　　二维水平传感器 ,弹性簧片 ,扭转角度 A NEW TYPE OF TWODIMENSIONAL HORIZONTAL SENSOR YU HeWu ( College of Physical Science and Technology , Nanjing Normal University , Nanjing 　210097 , China) Abstract 　　A new type of highprecision sensor twodimensional horizental sensor is described which gives a DC mV output signal. The measurement sensitivity is 05mVarcsec over a range of ±200 arcsec. The accuracy is 1 arc sec and the response time 1 second. This sensor can be directly connected to an autodetect system , or to a secondary meter to form a horizontal meter. Key words 　　twodimension horizontal sensor , elastic reed , rotation angle 1 　引言 水平传感器是一种重要的测量用传感器件 ,利 用这种传感器制作的水平仪广泛地应用于工程、建 筑以及实验室中. 目前常用水平仪有液面式、电阻 式、电感式、应变式、悬挂式等等. 其中最常用的是水 泡型的水平仪. 水泡型的水平传感器又分为两类 :一 类是测量一维水平误差的长水泡 ,其测量精度最高 可达 2 arcsec ;另一类是测量二维水平面的圆水泡 , 其测量精度一般为 30′. 圆水泡不能实现高精度二维 水平测量 ;而长水泡精度高 ,体积大 ,做二维测量时 需要相互垂直的两个 , 占用体积更大,且无法与智能 图 1 　弹性簧片结构 化的自动测量系统直接连接起来工作. 其他几种水 　 平传感器也有类似的种种缺点 ,不能满足现代测量 簧片支撑 ,悬挂在弹性簧片的下方 ,且与簧片刚性连 仪器的需要 ,尤其是大地测量仪器对体积小的高精 接. 因此 ,弹性簧片应具有二维自由度. 考虑到上述 度二维水平传感器的要求. 本文提出的新型水平传 因素 ,我们将弹性簧片的结构设计成十字型簧片形 ( ) 感器 ,采用十字型簧片作为敏感元件 ,对于紧固其下 状 见图 1 ,该十字型簧片具有二维自由度. ( 的平衡板受到的重力方向变化 ,具有很高的灵敏度 , 弹性簧片中心圆孔与平衡板刚性连接 见图 造成平衡板偏离水平面的倾斜. 通过对于平衡板倾