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GPS倾角传感器是辉格公司创新地将GPS功能和倾角测量功能结合在一起的新型姿态测量产品,不仅能够提供横滚、俯仰姿态角度信息,而且能够提供GPS定位、授时、速度信息。既可满足静态测量下的多传感器同步的要求,也可满足动态下的定位、同步要求。
内置的GPS模块能够实时提供的当地经纬度信息,倾角传感器利用经纬度信息自动实时修正重力加速度变化对倾角传感器测量值的影响。利用GPS定位信息,对广阔的现场合理地布置多节点倾角传感器,实施大范围场所如山坡等的姿态信息监测。每个GPS倾角传感器输出的倾角数据均增加了时间戳,30ns时钟精度能满足绝大多数的后续数据同步分析或现场采
集要求。
对于野外移动设备,GPS倾角传感器除提供高精度的X/Y方向的倾角数据外,通过对GPS的数据解算,可输出经纬度数据、海拔高度数据、运动速度数据,实现对移动设备的姿态、位置、速度等多功能监控。如增设GPS基站,可通过差分实现高达40cm的定位精度,辉格公司。
GPS倾角传感器具有强大倾角测量能力:
√ ±0.02%FS线性度
√ ±0.005°的零点偏置值以及通过经纬度数据进行的重力加速度自动补偿技术,实现任意地理位置下的真正高精度的零点和大角度测量
√ 倾角传感器地理布局位置不受限制,并通过时间戳实现高精度数据同步,也可同步其他设备
√ 进一步明确了倾角的横轴误差、重复性与迟滞、上电重复性等对测量精度有重要影响的性能指标
√ 内部增强的高级智能化算法,可大幅度降低横轴误差,提升了实际的倾角测量水平,摒弃了传统的对倾角测量精度的不全面理解
√ 的误差计算与测试标定方法,大幅度提高实际的倾角测量精度和产品可靠性
√ 大幅度降低了因安装过程中的实际倾斜方向与传感器敏感方向不一致而造成的更大的测量误差
√ 内部增加了短路、瞬变电压、反接入保护等保护措施,适应工业现场使用环境
√ 用户可对传感器的各种参数进行设置,并查询传感器的出厂数据
技术参数
表1 技术参数表
倾角参数 | |||||||
量程 | ±5° | ±10° | ±15° | ±30° | ±45° | ±60° | |
综合精度①(@25 ℃) | ±0.01° | ±0.015° | ±0.02° | ±0.04° | ±0.06° | ±0.08° | |
综合精 度分项参数 | 线性度(LSF,%FS) | ±0.06 | ±0.03 | ±0.03 | ±0.03 | ±0.02 | ±0.02 |
横轴误差② | ±0.1%FS | ||||||
零点偏置③ | ±0.005° | ±0.008° | |||||
重复性 | ±0.0025° | ||||||
迟滞性 | ±0.0025° | ||||||
允许安装对准偏差④ | ±4.0° | ±3.0° | ±2.5° | ±1.5° | ±1.2° | ±1.2° | |
输入轴非对准度 | ≤±0.1° | ||||||
灵敏度温漂系数 | ≤100ppm/℃ | ≤50ppm/℃ | |||||
零点温漂系数 | ≤0.003°/ ℃ | ||||||
零点上电重复性⑤ | ±0.008° | ||||||
分辨力 | 0.0025° | ||||||
长期稳定性⑥ | ≤0.02° | ||||||
测量轴数 | 单轴、双轴 | ||||||
冷启动预热时间 | 60s | ||||||
GPS参数 | |||||||
水平定位精度 | 2.5m@CEP/2.0m @ SBAS | ||||||
PPS 时间精度 | 30ns RMS | ||||||
接收机类型 | 50通道、GPS L1 频段, C/A码;GALILEO 开放服务 GLONASS FDMA;SBAS: WAAS, EGNOS, MSAS | ||||||
速度精度 | 0.1m/s | ||||||
测量速度 | 500m/s | ||||||
冷启动 | 26s | ||||||
热启动 | 1s | ||||||
GPS 天线 | 有源,频率:1575M±3MHZ,极性:RHCP,标准电缆长度3m | ||||||
总体参数 | |||||||
输出数据 | 位置(经纬度)、速度、PPS 时钟、X/Y 轴倾角 | ||||||
数据输出接口 | CAN、RS232、RS485、RS422、WIFI | ||||||
刷新率 | 5Hz(标准配置),可选10Hz 或20Hz | ||||||
输入电压 | 9~36VDC | ||||||
功耗 | 平均工作电流≤60mA ,平均功率≤1.5W(25℃&24VDC) | ||||||
工作温度 | -40~85℃ | ||||||
储存温度 | -60~100℃ | ||||||
绝缘电阻 | 100MΩ | ||||||
平均时间MTBF | ≥25000小时/次 | ||||||
抗冲击 | 100g@11ms,三轴向(半正弦波) | ||||||
抗振动 | 8grms,20~2000Hz | ||||||
防护等级 | IP67 | ||||||
连接器 | 航空连接器(满足公制GJB101A-1997) | ||||||
重量 | 420g(不含接插件和电缆线) |
① 综合精度是指在常温条件下,对传感器的非线性、重复性、迟滞、零点偏置以及横轴误差的平方根值。 |
② 零点偏置是指传感器在没有角度输入的情况下(如水平面),传感器测量输出不为零,即为零点偏置。 |
③ 横轴误差是指当传感器在垂直于其灵敏轴方向施加一定的加速度或者倾斜一定的角度时所产生的误差。如对于测量范围为±10°的单轴(假定X方向为倾角测量方向)倾角传感器,在空间垂直于X方向发生13°的倾斜时(此时实际被测量的倾斜角度保持不变,如为+8.505°),传感器的输出信号会因为这个13°的倾斜而产生额外误差,这个误差我们称为横轴误差。TS-QJ300的横轴误差为0.1%,因此,产生的额外误差为0.1%×13°=0.013°,而传感器实际输出的角度应为8.518°(=8.505°+0.013°)。在TS-QJ300系列中,该误差已经包含于综合精度指标内。 |
④ 允许安装对准偏差是指传感器在实际安装过程中,允许传感器的安装偏差。一般地,TS-QJ300传感器在安装时要求倾斜方向与传感器的边沿保持平行或者垂直,该指标表示可以允许有一定的安装角度偏差而不影响传感器的测量精度。 |
⑤ 零点上电重复性是指传感器在多次重复通电—断电—通电下的零点的重复性。 |
⑥ 长期稳定性是指传感器在25℃下,经过一年的持续通电测试而统计出的和最小输出值的偏差。 |
外形尺寸(mm)
接线定义
插座引脚号 | 单/双轴 | 单/双轴 | 单/双轴 | 单/双轴 | 单/双轴 |
Wi-Fi | CAN | RS232 | RS422 | RS485 | |
1 | 电源正 | 电源正 | 电源正 | 电源正 | 电源正 |
2 | 电源地 | 电源地 | 电源地 | 电源地 | 电源地 |
3 | 信号地 | 信号地 | 信号地 | 信号地 | 信号地 |
4 | NC | CAN_H | NC | RS422-RXD+ | NC |
5 | NC | CAN_L | NC | RS422-RXD- | NC |
6 | RS232-TXD | NC | RS232-TXD | RS422-TXD+ | RS485-A |
7 | RS232-RXD | NC | RS232-RXD | RS422-TXD - | RS485-B |