三轴高精度监测！这款无线倾斜仪，让建筑更安全~

引言

在工程建设、使用和运营过程中，由于地质条件、风力、临近其他建筑施工等种种原因的影响，建筑物会随着时间的变化而发生倾斜，一旦倾斜超过安全界限，将会产生重大的安全隐患。鉴于此，对建筑物进行定期、精确的倾斜测量显得尤为重要。倾斜仪，作为这一领域的重要测量工具，应运而生，并在实践中发挥了不可替代的作用。

▲著名的比萨斜塔就是因地质条件导致建筑物发生倾斜的典型案例

01.单轴/双轴/三轴倾斜仪有何区别？

常见的倾斜仪有单轴和双轴两种类别，而今天要为大家介绍的这款倾斜仪是三轴倾斜仪，那么你知道单/双/三轴倾斜仪它们之间的区别吗？

单轴倾斜仪是运用惯性原理的一种加速度倾角传感器，只能测量某一方向的角度。

双轴倾斜仪通过直接测量被测物体的加速度，经过积分运算得到物体的线速度，然后进一步可以得到物体的位移。它可以测量互相垂直X，Y轴两个方向的角度。

三轴倾斜仪是基于内部的三个加速度惯性定理，通过测量重力加速度在传感器X、Y、Z三个轴上的分量计算得到重力矢量，再根据重力矢量解算倾角角。

YD-223WA3A一款高性能三轴无线倾斜仪，助您精准掌握倾斜角度，提升监测效率与安全性。

02.YD-223WA3A无线倾斜仪

YD-223WA3A无线倾斜仪是我司自主研发生产的一款低功耗、小体积且高性能的无线三轴倾斜仪。该倾斜仪基于CAT-1物联网技术使用4G网络，采用进口传感器，确保了在各种环境下都能提供准确稳定的测量数据，具有测量数据精确稳定、工作时间长、使用灵活等特点，可广泛应用于地震监测、桥梁和建筑物变形监测等领域。

03.产品优势

01.4G无线传输技术

支持Cat1无线远程通讯,通过4G网络实现数据的远程传输和监控。具有良好的网络覆盖范围和较低的设备功耗，无需布线，安装维护简便快捷，这对于需要远程、实时数据监测的应用场景尤为重要。

02.高精度倾斜测量

配备进口倾斜传感器，能够准确测量并记录物体的倾斜角度或变化。测频范围广（最大±90°），高精度（±0.005°），高分辨率（0.001°），精准测量倾斜角度的微小变化，并保证测量结果的误差在±0.005°以内，适用于更多应用场景，包括建筑物倾斜监测、桥梁健康监测、地质灾害预警等。

03.多种供电方式可选

采用低功耗设计，外部24V直接供电，内置锂电池通过4G远传终端进行连接，免布线安装，低功耗运行，9000mAh大容量可选。自带太阳能充电管理功能，电池寿命长，可多次循环使用，长期使用避免更换，大大提升了设备的续航能力和自主供电能力，有效延长使用寿命，降低维护成本，提高可靠性。

04.实时监测与报警功能

通过4G网络将数据实时传输到云平台,用户可以远程访问设备数据，实时监控倾斜状态。当倾斜度超过预设阈值时，能够自动触发报警功能，通过声光报警、短信通知等多种方式提醒管理人员。

04.产品细节

01.高精度进口传感器

采用进口传感器，防温漂，抗干扰能力强。无需开盖即可设置采集频率，在-40℃~+85℃的恶劣环境下也能正常工作。

IP68高防护等级

采用优质塑料外壳，防水防尘防腐蚀，质量可靠经久耐用。无需开盖即可设置采集频率，在-40℃~+85℃的恶劣环境下也能正常工作。

三轴加速度

在X轴、Y轴、Z轴三个方向上进行倾斜角度的实时监测，并通过无线方式传输数据。

05.技术参数

测频范围：正负10度 正负30度 正负60度 正负90度

精度等级：正负0.005度 分辨率：0.001度

三轴：X轴 Y轴 Z轴

温度范围：-30-85度

工业温度范围：-40℃~+85℃

温度检测：热敏电阻：NTC1~10k

工业温度范围：-40℃~+85℃

外形尺寸：194*119*52（毫米）

材质：PC

防水等级：IP68

06.现场应用

作为一种高精度测量仪器，YD-223WA3A无线倾斜仪已经成为桥梁架设、铁路铺设、土木工程、石油钻井、航空航海、工业自动化、智能平台、机械加工等领域不可缺少的重要测量工具。

1.工程结构监测：可以对建筑物、桥梁、隧道等工程结构的倾斜角度进行监测和测量，实现结构安全监控。

2.工业自动化：无线倾角计可以在工业自动化领域中使用，例如在机器人、生产线各环节的测量和调整中实现物料的精确处理和位置控制。

3.地质勘探：可以对地质勘探领域中山体、岩体、地质构造等的倾斜进行测量，实现地质灾害预警和地下资源开发监测。

4.环境监测：可以用于对气象台、水文站、水文测站、地震监测等环境测量中物体倾斜的变化进行有序的监测。

总的来说，YD-223WA3A无线倾斜仪在多个领域都有着广泛的应用，其准确性和实时性为各种监测任务提供了有力的支持。

温馨提示：在选择无线倾斜仪时，需要充分考虑测量范围、精度、供电方式、联网方式、工作环境和成本等因素，以确保其满足具体应用场景的需求。

ADALM2000实验：双轴倾斜传感器

本次实验的目标是使用ADXL327构建一个简单的倾斜传感器，并观察输出电压如何随x轴和y轴上的倾斜度而变化。

使用ADXL327的倾斜传感器

背景知识

倾斜传感器用于测量参考平面的多个轴上的倾斜度。这些传感器可产生与相对于轴的倾斜度成比例的电信号。倾斜位置参考重力进行测量，通过倾斜位置就可以轻松检测方向或倾斜度。

在本次实验中，我们将使用ADXL327加速度计监测x和y两个轴上的倾斜度。该集成电路的功能框图如图1所示。

图1.ADXL327的功能框图

ADXL327是一款完整的小尺寸、低功耗、三轴加速度计，提供经过信号调理的电压输出，它可以测量倾斜检测应用中的静态重力加速度，以及运动、冲击或振动导致的动态加速度。输出信号为模拟电压，与加速度成比例。ADXL327采用单一结构检测x、y和z轴。因此，这三个轴的检测方向具有很高的正交特性且跨轴灵敏度很低。

图2.加速度灵敏度轴

材料

► ADALM2000主动学习模块

► 无焊试验板和跳线套件

► 一个ADXL327加速度计

► 两个0.047μF电容

► 一个0.1 μF电容

► 两个AD8561比较器

► 四个LED

► 四个100 Ω电阻

图3.ADXL327倾斜传感器试验板连接

硬件设置

首先，在无焊试验板上构建图1所示的电路。将CDC电容放置在ADXL327电源引脚附近，以使加速度计充分退耦，从而消除电源噪声。对于大多数应用，单个0.1 μF电容比较适当。XOUT和YOUT引脚必须添加电容，以便利用低通滤波实现抗混叠和噪声抑制。请参阅ADXL327数据手册，了解如何选择这些电容的值。对于此应用，可以使用0.047 μF滤波电容。试验板连接如图3所示。

程序步骤

打开3 V正电源，监视示波器通道1上的XOUT和通道2上的YOUT。在所有电源电压下，零g偏置输出标称值等于VS/2。在本例中，可看到大约1.5 V的偏置信号。如果在x或y轴上以不同角度倾斜试验板，输出电压将随着检测到的运动成比例地增大或减小。

图4.零g偏置输出

带LED指示灯的倾斜传感器

背景知识

我们在示波器上监测ADXL327加速度计的输出电压。使用AD8561比较器和LED，可以使倾斜传感器在倾斜度发生变化或检测到振动时发送光信号。每个轴使用一个AD8561比较器。两个轴上的零g偏置输出相似，并且将作为两个比较器的基准。比较器的两路输出上各连接一个LED。两个输出信号相反，因此一次只有一个LED激活。

图5.带LED的倾斜传感器的电路原理图

图6.带LED的倾斜传感器的试验板连接

硬件设置

在无焊试验板上，为加速度计的每路输出添加两个比较器和两个LED（带有相应的限流电阻）。电路原理图如图5所示，试验板连接如图6所示。

程序步骤

在这种情况下，我们需要将两个比较器的电源V+和V-设置为±5 V。信号发生器通道1 (W1)将设置为恒定的3 V波形，并用作ADXL327的VS。信号发生器的第二通道(W2)将用作比较器的基准输入，其值必须设置为大约等于零g输出偏置。此值之前已针对加速度计的两路输出进行过测量（图4）。这样，每次检测到倾斜度变化且电压改变时，比较器的输出都会改变其状态，从而相应地点亮LED。示波器只有两个通道可用，因此我们可以一次分析加速度计的一个输出电压，但LED会亮起并指示x轴和y轴有变化。XOUT连接到通道1，W2生成的基准电压连接到通道2。

图7.零g偏置XOUT和基准

如果在x轴上向右倾斜试验板，比较器的输入电压将低于基准电压，因此/OUT引脚将处于高电平，从而点亮相应的LED。

图8.x轴向右倾斜对应的电压

如果倾斜方向相反，即向左倾斜，则比较器的输入电压高于基准电压，OUT引脚变为高电平，与其连接的LED点亮。

图9.x轴向左倾斜对应的电压

问题：

1. 改变CDC的值会对电路产生什么影响？

2. 用户为什么要限制带宽？限制XOUT、YOUT和ZOUT带宽的标准是什么？

您可以在学子专区论坛上找到问题答案。

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