傾角傳感器是用來測(cè)量物體相對(duì)海平面的角度，它到現(xiàn)在已經(jīng)有100多年的歷史了。目前傾角傳感器的精度已經(jīng)可以做到相當(dāng)精準(zhǔn)，應(yīng)用范圍涵蓋多種行業(yè)，國(guó)內(nèi)也有不少?gòu)S家從事傾角傳感器的研制。只要讀者細(xì)心發(fā)現(xiàn)，你還會(huì)看見很多廠家對(duì)數(shù)傾角傳感器精度的描述，顯得含糊不清或者存在一定的偏差，比如將傾角傳感器的非線性作為傳感器的測(cè)量精度，這就很能說明問題了。
要確定傾角傳感器的精度，我們首先得知道影響傾角傳感器的測(cè)量精度的因素有哪些，下面跟大家一起來探討一下。
以加速度原理的傾角傳感器為例。它是測(cè)量重力加速度在加速度傳感器敏感軸上的分量轉(zhuǎn)換成角度數(shù)據(jù)，即傾角值與加速度值成正弦關(guān)系。從這個(gè)角度上理解，只有具有DC響應(yīng)的加速度計(jì)才能測(cè)量?jī)A斜角度。實(shí)質(zhì)上，傾角傳感器具有加速度計(jì)的屬性，因此研究加速度測(cè)量過程中產(chǎn)生的誤差來源，就可以確定傾角傳感器的誤差來源。
影響加速度計(jì)的測(cè)量精度因素主要有：靈敏度誤差、零點(diǎn)偏置、非線性、橫軸誤差、頻率響應(yīng)、輸入軸非對(duì)準(zhǔn)性、重復(fù)測(cè)量精度、垂直軸非對(duì)準(zhǔn)性、溫度對(duì)零點(diǎn)和靈敏度的影響、噪聲與噪聲密度等。
不難發(fā)現(xiàn)，重復(fù)測(cè)量精度難于補(bǔ)償，取決于核心敏感器件的自身特性；溫度曲線的重復(fù)性也取決于核心敏感器件的自身特性，難以通過補(bǔ)償來提高；靈敏度誤差也取決于核心敏感器件的自身特性，但同時(shí)與頻率響應(yīng)關(guān)聯(lián)；噪聲與噪聲密度可以通過后續(xù)電路進(jìn)行硬件濾波或軟件濾波等方式降低；由于用來作為傾角傳感器的加速度計(jì)的頻率響應(yīng)一般在30Hz左右，經(jīng)過實(shí)際的測(cè)試，對(duì)靈敏度的影響很小，可以忽略不計(jì)。
由此可見，作為傾角傳感器的核心敏感部件的加速度計(jì)，其橫軸誤差、輸入軸非對(duì)準(zhǔn)性、垂直軸非對(duì)準(zhǔn)性、非線性需要計(jì)入到傾角測(cè)量的誤差因素內(nèi)。而不能僅對(duì)非線性進(jìn)行補(bǔ)償，而作為傾角傳感器的測(cè)量精度。
橫軸誤差是指當(dāng)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(shí)耦合到傳感器的輸出信號(hào)上所產(chǎn)生的誤差。如對(duì)于測(cè)量范圍為±30°的單軸（假定X方向?yàn)閮A角測(cè)量方向）傾角傳感器，在空間垂直于X方向發(fā)生10°的傾斜時(shí)（此時(shí)實(shí)際被測(cè)量的X方向的傾斜角度保持不變，如為+8.505°），傳感器的輸出信號(hào)會(huì)因?yàn)檫@個(gè)10°的傾斜而產(chǎn)生額外誤差，這個(gè)誤差稱為橫軸誤差。這個(gè)額外的誤差因不同的產(chǎn)品而定。當(dāng)傾角傳感器懂得橫軸誤差為3%FS，產(chǎn)生的額外誤差為3%×30°=0.9°，而傳感器實(shí)際輸出的角度簡(jiǎn)單估算為9.415°(=8.505°+0.9°)。此時(shí)，即使傾角傳感器的非線性誤差達(dá)到0.001°，相對(duì)橫軸誤差而言，這個(gè)非線性誤差可以忽略不計(jì)，也就是說，作為傾角傳感器的測(cè)量精度，不能不將橫軸誤差計(jì)算在內(nèi)，否則將引起很大的測(cè)量錯(cuò)誤。
允許輸入軸不重合度是指?jìng)鞲衅髟趯?shí)際安裝過程中，允許傳感器的水平（Z方向）安裝偏差，該指標(biāo)實(shí)際包含了輸入軸非對(duì)準(zhǔn)性、垂直軸非對(duì)準(zhǔn)性兩個(gè)方面的誤差。一般地，傾角傳感器在安裝時(shí)要求傾斜方向與傳感器的指定邊沿保持平行或者重合，該指標(biāo)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(cè)量精度。當(dāng)傾角傳感器自身的靈敏軸與實(shí)際的傾斜方向不重合時(shí)，隨傾斜的角度增大，產(chǎn)生的額外誤差呈正弦變化。實(shí)際測(cè)試表明，當(dāng)傾角傳感器自身的靈敏軸與實(shí)際的傾斜方向的夾角超過3°，對(duì)于±30°量程±0.01°線性誤差的傾角傳感器，所產(chǎn)生的額外誤差會(huì)達(dá)到±0.3~0.5°，也遠(yuǎn)大于非線性誤差。
因此，對(duì)于傾角傳感器而言，其常溫測(cè)量精度是非線性、重復(fù)性、遲滯、零點(diǎn)偏置以及橫軸誤差的合成，其他工作原理的傾角傳感器也應(yīng)該按照同樣的誤差計(jì)算方法來確定其精度指標(biāo)，而不能僅將非線性作為精度。
