Инклинометр или клинометр - это прибор, используемый для измерения углов наклона (или наклона), возвышения или депрессии объекта относительно направление гравитации. Он также известен как индикатор наклона, датчик наклона, измеритель наклона, предупреждение об уклоне, измеритель уклона, измеритель градиента, градиентометр, измеритель уровня, измеритель уровня, деклинометр и индикатор тангажа и крена. Клинометры измеряют как наклон (положительный наклон, как видно наблюдателю, смотрящему вверх), так и наклон (отрицательный наклон, как видит наблюдатель, смотрящий вниз), используя три разных единицы измерения: градусы, процентов и топо (подробности см. В Уклон (уклон) ). Астролябия - это инклинометры, которые использовались для навигации и определения местоположения астрономических объектов с древних времен до эпохи Возрождения.
Датчик наклона может измерять наклон часто по двум осям базовой плоскости по двум осям. Напротив, полное движение будет использовать как минимум три оси и часто дополнительные датчики. Один из способов измерения угла наклона относительно земной поверхности - использование акселерометра . Типичные приложения можно найти в промышленности и в игровых контроллерах. В самолетах «шарик» в координаторах разворота или указателях поворота и крена иногда называют инклинометром.
Инклинометры К ним 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 оказывается перпендикулярной или отвесной. Промежуточные углы отмечены, и с помощью простых таблиц преобразования прибор показывает скорость падения на заданное расстояние горизонтального измерения и заданное расстояние наклонной линии.
Клинометр УэллсаУровень Абни - это портативный геодезический прибор, разработанный в 1870-х годах, который включает в себя прицельную трубку и инклинометр, расположенный так, чтобы геодезист мог выровнять прицел трубка (и ее перекрестие ) с отражением пузырька на спиртовом уровне инклинометра, когда линия визирования находится под углом, установленным на инклинометре.
Одна из самых известных инклинометров была на панели Ryan NYP «Дух Сент-Луиса» - в 1927 году Чарльз Линдберг выбрал легкий инклинометр Rieker Inc P-1057 Degree, чтобы он мог набирать высоту и спускаться. угловая информация.
Ручные клинометры используются для множества геодезических и измерительных задач. При топографической съемке и картировании 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 выполняться с помощью клинометра с использованием стандартных методов. Основные артиллерийские орудия могут иметь связанный клинометр, используемый для облегчения наведения снарядов на большие расстояния.
Стационарные наклономеры устанавливаются на крупных земляных сооружениях, таких как плотины, для контроля долгосрочной устойчивости конструкции.
Измерение наклона клинометром(общая точность зависит от типа датчика наклона (или инклинометра) и используемой технологии)
Некоторые высокочувствительные электронные устройства 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.
Простой клинометр
Цифровой транспортир
Клинометр, предназначенный для обеспечения возможности стрельбы с закрытых позиций с помощью пулемета Виккерса примерно 1918 г.
Механический клинометр спиртового уровня с микрометрической регулировкой
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.
Традиционные спиртовые уровни и маятниковые электронные нивелиры обычно ограничены только одноосевым и узким диапазоном измерения наклона. Однако большинство задач точного нивелирования, измерения углов, выравнивания и профилирования плоскостности поверхности по существу включают двумерный угол плоскости поверхности, а не два независимых ортогональных объекта с одной осью. Двухосные инклинометры, в состав которых входят датчики наклона MEMS, обеспечивают одновременное получение двумерных угловых показаний плоскости поверхности, касательной к нулевой точке земли.
Типичные преимущества использования двухкоординатных MEMS инклинометров по сравнению с обычными одноосными «пузырьковыми» или механическими нивелирами могут включать: углов (например, тангажа и крена), может устранить утомительную перестановку назад и вперед, возникающую при использовании одноосного уровня, например, для регулировки опор машины для достижения точного положения выравнивания.
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.
Инклинометры используются для:
Индикаторы наклона - это одноразовые, хотя и многоразовые датчики, прикрепленные к товарам как часть упаковки во время транспортировки.
Nintendo использовала технологию датчика наклона в пяти играх для своих Game Boy Серия портативных игровых систем. Датчик наклона позволяет игрокам контролировать аспекты игры, изменяя игровую систему. Игры, в которых используется эта функция:
Датчики наклона также можно найти в игровых контроллерах, таких как Microsoft Sidewinder Freestyle Pro и контроллер Sony PlayStation 3.
Однако, в отличие от других контроллеров, в которых датчик наклона служит дополнением к обычным методам управления, он служит одной из центральных функций Nintendo Wii Remote и Nunchuk. приложение. 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 вы должны маневрировать мячом, наклоняя лабиринт. Интерфейс датчика наклона homebrew был разработан для Palm (PDA).
На Викискладе есть материалы, связанные с Инклинометрами. |