Dőlésérzékelők - technológia

A piacon ma elérhető dőlésérzékelők túlnyomó többsége (dőlés-jeladóknak, szögjeladóknak vagy szögérzékelőknek is nevezik) többtengelyes MEMS (MEMS = micro-electro-mechanical-system) gyorsulásmérő cellával rendelkezik.
A mérőcellák ezen fajtája rendkívül kicsi, nagyon pontos, robusztus, ugyanakkor kopásmentes és nem igényel karbantartást.

Röviden szólva, minden MEMS mérőcella két fő részegységből áll:egy mozgó elektronikus és egy rögzített mechanikus részből.
A mozgó belső rész, mely egy teszttömegből (szeizmikus tömeg) áll, a külső peremén rugós elemekre felfüggesztett elektródákkal van felszerelve.
A mérőcella rögzített, külső része szintén ezekkel az elektródákkal rendelkezik.
Ezek az elektródák egyfajta fésűt képeznek, egymástól minimális távolságban.
Ha az érzékelő horizontális helyzetben van, akkor az érzékelő Z-tengelye rendszerint a földvektorral párhuzamos. Az értéke ennek megfelelően abszolút nulla.
Ha az érzékelő egy irányban megbillen, akkor megváltozik a mozgó tömeg pozíciója a belsejében, és ezáltal az elektródájának helyzete is a rögzített elektródához viszonyítva.

1. Mozgás (= gyorsulás)
2. Elektróda-fésűk ~1,3 µm távolságban egymástól

Az eredő kapacitásváltozást ezen két elektróda között a mérőcella érzékeli, és ez képezi alapját egy végső szögérték kiszámításának.

FONTOS!

Minden dőlésérzékelő gyárilag abszolút kalibrálva van.
A referencia ehhez a gravitációs vektor, tehát a földi gyorsulás, 1g (= 9,81 m/s²).
Ha az érzékelő mérőtengelye párhuzamos a földvektorral, ill. fedi azt, akkor a szögmérés nem végezhető el, az érzékelő ebben a pozícióban nincs tájolva. A közvetlen szögmérés (rotációfelismerés) a vertikális referenciatengely mentén (ún. yaw-szög) ezáltal nem lehetséges.Ez a yaw-szög kerülő úton ugyanakkor közvetetten és külső módon egy PLC-ben kiszámítható.
Lásd „A dinamikus dőlésérzékelő kiegészítő funkciói [JDxxxx]".