深圳市泰森試驗設備有限公司
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供應 電水平梁式 傾角傳感器
概述
梁式傾角傳感器是輝格公司針對土木行業應用而基于的TS-QJ300傾角傳感器開發，通過與各種配件和選件的組合，實現強大的現場實用能力。
梁式傾角傳感器用來檢測兩個確定點之間的旋轉變化，將傾角敏感器件安裝在一個剛性的橫梁中，橫梁標準長度為1m（2m、3m可選）。該梁安裝到待監測結構上，能夠測出其角度變化轉換成相對于梁長的位移，多個這樣的梁組合在一起能夠長距離、精確監控堤壩、隧道、沿開挖墻體的垂直狀態或水平狀態，角度變化轉換成相對于梁長的位移變形如圖：
通常采用膨脹螺栓安裝在待監測結構上，或采用螺桿通過灌漿，或環氧錨固在待監測結構上，如圖：
應用
毗鄰深開挖和連續墻的建筑與結構監測、受隧道開挖和采礦影響的建筑與結構監測、對地基處理和補償灌漿與支撐結構進行監測、儲油灌監測、擋土墻檢測、下沉和塌方檢測、軌道沉降。
技術參數
表1 技術參數表
| 量程 | ±5° | ±10° | ±15° | ||
| 綜合精度①(@25 ℃) | ±0.01°(0.17mm/m） | ±0.015°(0.26mm/m) | ±0.02°(0.35mm/m) | ||
| 綜合精 度分項參數 | 線性度(LSF,%FS) | ±0.06 | ±0.03 | ±0.03 | |
| 橫軸誤差② | ±0.1%FS | ||||
| 零點偏置③ | ±0.005°(0.1mm/m) | ||||
| 重復性 | ±0.0025°(0.05mm/m) | ||||
| 遲滯性 | ±0.0025°(0.05mm/m) | ||||
| 允許安裝對準偏差④ | ±4.0° | ±3.0° | ±2.5° | ||
| 輸入軸非對準度 | ≤±0.1° | ||||
| 靈敏度溫漂系數 | ≤100ppm/℃ | ||||
| 零點溫漂系數 | ≤0.003° (0.06mm/m)/ ℃ | ||||
| 零點上電重復性⑤ | ±0.008°(0.15mm/m) | ||||
| 分辨力 | 0.0025°(0.05mm/m) | ||||
| 長期穩定性⑥ | ≤0.02°(0.4mm/m) | ||||
| 測量軸數 | 單軸 | ||||
| 溫度傳感器 | 測量范圍：-50~125℃，精度±1℃ | ||||
| 輸出 | RS232（標準），可選5 種方式，見配件表3 | ||||
| RS485 輸出格式 | 波特率115200bps，8 個數據位，1 個起始位，1 個停止位，無奇偶校驗，ASCII 碼 | ||||
| 冷啟動預熱時間 | 60s | ||||
| 響應時間⑦ | 0.3s（@t90） | ||||
| 輸出刷新率 | 5Hz（標準配置），可選10Hz 或20Hz | ||||
| 響應頻率 | 3Hz @-3dB | ||||
| 輸入電壓 | 9～36VDC | ||||
| 功耗 | 平均工作電流≤50mA；平均功率≤1.5W （25℃&24VDC） | ||||
| 工作溫度 | -40～85℃ | ||||
| 儲存溫度 | -60~100℃ | ||||
| 電磁兼容性 | 依照GBT17626 | ||||
| 絕緣電阻 | 100MΩ | ||||
| 平均*時間MTBF | ≥25000小時/次 | ||||
| 抗沖擊 | 100g@11ms，三軸向（半正弦波） | ||||
| 抗振動 | 8grms，20～2000Hz | ||||
| 防護等級 | IP67 | ||||
| 連接器 | 金屬豬尾巴，2M，長度可選 | ||||
| 重量 | 1.3Kg（不含接插件和電纜線） | ||||
| ① 綜合精度是指在常溫條件下，對傳感器的非線性、重復性、遲滯、零點偏置以及橫軸誤差的平方根值。 |
 |
| ② 零點偏置是指傳感器在沒有角度輸入的情況下(如水平面)，傳感器測量輸出不為零，即為零點偏置。 |
| ③ 橫軸誤差是指當傳感器在垂直于其靈敏軸方向施加一定的加速度或者傾斜一定的角度時所產生的誤差。如對于測量范圍為±10°的單軸（假定X方向為傾角測量方向）傾角傳感器，在空間垂直于X方向發生13°的傾斜時（此時實際被測量的傾斜角度保持不變，如為+8.505°），傳感器的輸出信號會因為這個13°的傾斜而產生額外誤差，這個誤差我們稱為橫軸誤差。TS-QJ300的橫軸誤差為0.1%,因此，產生的額外誤差為0.1%×13°=0.013°，而傳感器實際輸出的角度應為8.518°(=8.505°+0.013°)。在TS-QJ300系列中，該誤差已經包含于綜合精度指標內。 |
| ④ 允許安裝對準偏差是指傳感器在實際安裝過程中，允許傳感器的安裝偏差。一般地，TS-QJ300傳感器在安裝時要求傾斜方向與傳感器的邊沿保持平行或者垂直，該指標表示可以允許有一定的安裝角度偏差而不影響傳感器的測量精度。 |
| ⑤ 零點上電重復性是指傳感器在多次重復通電—斷電—通電下的零點的重復性。 |
| ⑥ 長期穩定性是指傳感器在25℃下，經過一年的持續通電測試而統計出的和最小輸出值的偏差。 |
| ⑦ 響應時間是指傳感器在一個階躍角度變化（如在5ms內從-10°變化到+10°），傳感器的輸出達到標準值的90%時所需要的時間。該指標不同于傳感器的建立時間。 |
外形尺寸(mm)
接線定義
表2 引腳定義
| 電纜線顏色 | 輸出方式 | ||||||
| 4~20mA | -5~+5VDC | RS232 | RS485 | CAN | TCP/IP | Wi-Fi | |
| 紅色 | 電源正 | 電源正 | 電源正 | 電源正 | 電源正輸入 | 電源正 | 電源正 |
| 黑色 | 電源地 | 電源地 | 電源地 | 電源地 | 電源地 | 電源地 | 電源地 |
| 綠色 | 信號地 | 信號地 | 信號地 | 信號地 | 信號地 | 信號地 | 信號地 |
| 黃色 | Iout | Vout | NC | NC | NC | E-RXD+ | NC |
| 白色 | NC | NC | NC | NC | NC | E-RXD- | NC |
| 藍色 | NC | NC | RS232-T XD | RS485-A | CAN_H | E-TXD+ | NC |
| 棕色 | NC | NC | RS232-R XD | RS485-B | CAN_L | E-TXD- | NC |
配件&選件
表3 配件表
| TS-QJ300 傾角傳感器配件 | |||
| 項目 | 訂貨號碼 | 名稱 | 功能 |
| 輸出接口 | 00 | RS232 接口 | 直接輸出傾斜的角度數據 數據格式：8 個數據位，1 個起始位，1 個停止位，無奇偶校驗，波特率 115200bps(可調 )，ASCII碼 |
| G1 | RS485 接口 | 隔離的RS-485 收發器，兼容半雙工或全雙工通訊 RS-485 輸出引腳有±15kV ESD 保護措施 兼容、符合ANSI/TIA/EIA-485-A-98 和ISO8482:1987(E)標準 符合安規認證：UL1577---2500V rms 持續1min 傳輸速率為500kbps；總線支持256 個節點 高共模瞬態抑制能力：＞25kV/us 支持標準ModBus-RTU 協議、傳感器自帶HEX 或ASCII 碼協議 | |
| G3 | CAN 接口 | 符合ISO/DIS 11898 標準，雙絞線輸出 支持CAN2.0A、CAN2.0B 協議 內置高速光電隔離 支持5K~1Mbps， 共 15 種標準波特率 傳輸距離最長10 公里 | |
| G9 | Ethernet 接口 | 10/100M 自適應以太網接口 支持AUTO MDI/MDIX，可使用交叉網線或平行網線連接 波特率在300bps~230.4kbps 之間可任意設定 工作模式TCP Server、TCP Client、UDP、Real COM driver 等 網絡斷開后自動斷開連接,保證整個網絡可靠的建立TCP 連接 支持DNS，滿足通過域名實現通訊的需求 UDP 方式下支持單機或多機通訊 | |
| G12 | WiFi 接口 | WLAN 標準: IEEE 802.11b/g，Wi-Fi 兼容，2.4G ISM 頻段 輸出功率: 15dBm +/-1.5dBm 典型 無線數據傳輸速率: 802.11b: 1，2，5.5，11Mb ps 802.11g: 6，9，12，18，24，36，48，54 Mbps 無線網絡組建方式: 支持AP 方式和Ad-Hoc 加密: 支持WEP40 和WEP104 加密（64/128 bit） 建立網絡時間: ≤3~6 秒（視加密方式） | |
| G19 | 4~20mA 接口 | 輸出電流與角度數據成比例關系 線性度：0.02%FS 輸出阻抗為39Ω，允許負載阻抗為625Ω 過熱保護、反接入保護 | |
| G21 | -5~+5VDC 接口 | 輸出電壓與角度數據成比例關系 線性度：0.02%FS 輸出阻抗為100Ω，輸出電流為正負10mA 電壓輸出有短路保護、瞬變電壓保護 | |
| 功能模塊 | F1 | GPS 模塊 | 水平定位精度2.5m CEP； 2.0m @ SBAS 本地重力加速度自動修正 時間脈沖精度: 30ns RMS 原始數據刷新率：4Hz 速度精度：0.1m/s 接收機類型：GPS L1 頻段、C/A代碼 可選擇更高定位精度模塊 |
| F5 | 振動模塊 | 三軸向振動檢測，頻率響應≤5 kHz 量程可選擇0 g ~±1 g/±5 g/±10 g/±20 g 實時采樣率：20.48 kSPS 可編程濾波器，11 個設定值 FFT, 512-point, real valued，全三軸（x，y，z） 3 個可選窗:矩形、漢寧Hanning、 flat top 可編程FFT 均值：255 存儲: 14 FFT 記錄，全三軸（x，y， z） 可編程報警，6 個頻譜段 | |
| 溫度補償 | D1 | 溫度補償 | 0~60℃溫度補償范圍，溫漂精度±0.01°@≤±30°量程 |
| D3 | 溫度補償 | -20~60℃溫度補償范圍，溫漂精度±0.02°@≤±30°量程 | |
| D5 | 溫度補償 | -30~60℃溫度補償范圍，溫漂精度±0.03°@≤±30°量程 | |
| D7 | 溫度補償 | -40~65℃溫度補償范圍，溫漂精度±0.05°@≤±30°量程 | |
附錄
角度單位換算表
| 角度轉換表 | ||||||
| 度 | 分 | 秒 | 微弧度 | 毫米/米 | 英寸/英尺 | |
| 1 度= | 1 | 60 | 3600 | 17453 | 17.453 | 0.2094 |
| 1 度= | 0.01667 | 1 | 60 | 290.9 | 0.2909 | 3.49x10-3 |
| 1 度= | 2.78x10-4 | 0.01667 | 1 | 4.848 | 4.85x10-3 | 5.82x10-5 |
| 1 度= | 5.73x10-5 | 3.44x10-3 | 0.2063 | 1 | 0.001 | 1.20x10-5 |
| 1 度= | 0.0573 | 3.436 | 206.3 | 1000 | 1 | 0.0120 |
| 1 度= | 4.775 | 286.5 | 17189 | 83333 | 83.33 | 1 |
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