Elektronische Wasserwaage

Zweiachsiger Neigungsmesser für kleine Winkelbereiche auf fluidischer Basis

Neigungsmesser, sogenannte Inklinometer, sind Sensoren, die den Lagewinkel eines Objekts zum Schwerefeld der Erde ermitteln. Wir entwickeln zweiachsige Inklinometer auf fluidischer Basis. Diese eignen sich für Anwendungen, bei denen im Messbereich von wenigen Winkelgraden sehr hohe Auflösungen und Genauigkeiten bei hoher Langzeitstabilität benötigt werden. Typische Anwendungsbereiche sind die Vermessungstechnik, Bau- und Landmaschinen oder die Automatisierungstechnik. Der sich stets horizontal ausrichtende Flüssigkeitsspiegel in der Kavität der Sensorzelle führt bei Verdrehung der Elektroden zu einer vom Neigungswinkel abhängigen Kapazitätsänderung. 

Anwendungsmöglichkeiten sind beispielsweise die Online-Überwachung der Nivellierung von Maschinen, geologischen Vermessungen, Gebäudeüberwachung oder bei der Überwachung von Off-Shore Windparks.

Es wird das aus Wasserwaagen bekannte Funktionsprinzip der Flüssigkeits-Libelle aufgegriffen und mit einer kapazitiven Messung zur Positionsermittlung der Luftblase verbunden. Der Sensor besteht aus einer Leiterplatte, welche die Elektroden sowie die Elektronik zur Messung der Kapazitäten trägt. Darüber befindet sich eine Kuppel, welche auf die Leiterplatte gelötet wird. Der so entstandene Hohlraum wird teilweise mit einer dielektrisches Flüssigkeit gefüllt, so dass sich unterhalb der kugelförmigen Innenfläche der Kuppel eine Luftblase bildet. Dabei bilden sich zwischen den auf der Leiterplatte befindlichen Elektroden und der Sensorkuppel Kapazitäten aus, die teilweise mit Fluid gefüllt sind. Wird der Sensor nun geneigt, wandert die Blase innerhalb der Kuppel. Die Elektroden auf der Leiterplatte sind so angeordnet, dass die Position der Blase kapazitiv erfasst werden kann. Bei der Auswertung der Kapazitätsdifferenzen können so die Neigungswinkel um zwei zueinander senkrechte Raumachsen bestimmt werden.

Kontakt

Dipl.-Ing. Adrian Schwenck
Hahn-Schickard,
Stuttgart
Tel.: +49 711 685-84790
Adrian.Schwenck@Hahn-Schickard.de
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