Ethernet傾角傳感器是輝格科技開(kāi)發(fā)的一款多功能型以太網(wǎng)接口的傾角傳感器，集成了TCP/IP協(xié)議棧，用戶(hù)可以輕松完成傾角傳感器產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)功能。既可滿(mǎn)足快速高精度測(cè)量?jī)A斜角度，也可對(duì)零點(diǎn)指標(biāo)有特殊要求和實(shí)現(xiàn)靜態(tài)與動(dòng)態(tài)相結(jié)合的測(cè)量要求。
Ethernet傾角傳感器集成10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口,具有TCP Server, TCP Client, UDP等多種工作模式,支持最多四個(gè)連接,支持域名訪問(wèn)等功能。
通過(guò)采用TS-QJ003-05-14選件，多個(gè)Ethernet傾角傳感器可以輕松組建傾角測(cè)量局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，同時(shí)TS-QJ003-05-15選件能將局域網(wǎng)擴(kuò)展到廣域網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)異地的數(shù)據(jù)查詢(xún)和測(cè)量功能的設(shè)置。
Ethernet傾角傳感器具有強(qiáng)大的傾角測(cè)量能力：
√ ±0.02%FS線(xiàn)性度
√ ±0.005°的零點(diǎn)偏置值
√ ±0.008°的多次上電重復(fù)性，滿(mǎn)足各種臨時(shí)性/性的高精度測(cè)量要求
√ 與陀螺儀模塊配套，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的角度測(cè)量，以及快速粗調(diào)和精確細(xì)調(diào)的平臺(tái)調(diào)節(jié)能力
√ 與振動(dòng)模塊配套，實(shí)時(shí)的高速FFT運(yùn)算，直接輸出振動(dòng)頻率和幅度數(shù)據(jù)，消除振動(dòng)影響
√ 與GPS模塊配合，實(shí)現(xiàn)不同安裝位置的數(shù)據(jù)同步采集以及位置和運(yùn)動(dòng)速度監(jiān)控
√ 進(jìn)一步明確了零點(diǎn)偏置、重復(fù)性與遲滯、上電重復(fù)性等對(duì)測(cè)量精度有重要影響的性能指標(biāo)
√ 內(nèi)部增強(qiáng)的高級(jí)智能化算法，可大幅度降低橫軸誤差，提升了實(shí)際的傾角測(cè)量水平，摒棄了傳統(tǒng)的對(duì)傾角測(cè)量精度的不全面理解
√ 大幅度降低了因安裝過(guò)程中的實(shí)際傾斜方向與傳感器敏感方向不一致而造成的更大的測(cè)量誤差
√ 用戶(hù)可對(duì)傳感器的零點(diǎn)、波特率、本地重力加速度值、零位校正、振動(dòng)抑制的濾波系數(shù)、ID地址及刷新率等各種參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并查詢(xún)傳感器的出廠數(shù)據(jù)
圖1 Ethernet傾角測(cè)量網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
在TCP服務(wù)器（TCP Server）模式下，Ethernet傾角傳感器不會(huì)主動(dòng)與其它設(shè)備連接。它始終等待客戶(hù)（TCP Client）的連接，在與客戶(hù)端建立TCP連接后即可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。
在TCP客戶(hù)端（TCP Client）模式下，Ethernet傾角傳感器將主動(dòng)與預(yù)先設(shè)定好的TCP服務(wù)器連接。如果連接不成功，Ethernet傾角傳感器將會(huì)根據(jù)設(shè)置的連接條件不斷嘗試與TCP服務(wù)器建立連接。在與TCP服務(wù)器端建立TCP連接后即可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。
在UDP模式下，與以上模式使用的TCP協(xié)議不同，UDP模式使用UDP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。UDP是一種不基于連接的通信方式，它不能保證發(fā)往目標(biāo)主機(jī)的數(shù)據(jù)包被正確接收，所以在對(duì)可靠性要求較高的場(chǎng)合需要通過(guò)上層的通信協(xié)議來(lái)保證數(shù)據(jù)正確。但是因?yàn)閁DP方式是一種較簡(jiǎn)單的通信方式，所以它不會(huì)增加過(guò)多的額外通信量，可以提供比TCP方式更高的通信速度，以保證數(shù)據(jù)包的實(shí)時(shí)性。事實(shí)上，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境比較簡(jiǎn)單，網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載不是太大的情況下，UDP工作方式并不容易出錯(cuò)。工作在這種方式下的設(shè)備，地位都是相等的，不存在服務(wù)器和客戶(hù)端。
Ethernet傾角傳感器與以太網(wǎng)交換機(jī)配合使用組成多節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)可以通過(guò)路由器接入(通過(guò)wifi/ zigbee/ehternet /GPRS等)以太網(wǎng)或其他網(wǎng)絡(luò)(3G網(wǎng)、GPRS網(wǎng))中，遠(yuǎn)端主機(jī)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)。
關(guān)于POE以太網(wǎng)供電使用，802.3af標(biāo)準(zhǔn)定義了PI(Power interface:PSE/PD與網(wǎng)線(xiàn)的接口)，定義了兩種方式AlternativeA(1,2,3,6信號(hào)線(xiàn))和Alternative B(4,5,7,8空閑線(xiàn))的供電模式，如下說(shuō)明：
技術(shù)參數(shù)
表1 技術(shù)參數(shù)表
| 量程 | ±5° | ±10° | ±15° | ±30° | ±45° | ±60° | |
| 綜合精度①(@25 ℃) | ±0.01° | ±0.015° | ±0.02° | ±0.04° | ±0.06° | ±0.08° | |
| 綜合精 度分項(xiàng)參數(shù) | 線(xiàn)性度(LSF,%FS) （最小二乘法擬合） | ±0.06 | ±0.03 | ±0.03 | ±0.03 | ±0.02 | ±0.02 |
| 橫軸誤差② | ±0.1%FS | ||||||
| 零點(diǎn)偏置③ | ±0.005° | ±0.008° | |||||
| 重復(fù)性 | ±0.0025° | ||||||
| 遲滯性 | ±0.0025° | ||||||
| 允許安裝對(duì)準(zhǔn)偏差④ | ±4.0° | ±3.0° | ±2.5° | ±1.5° | ±1.2° | ±1.2° | |
| 輸入軸非對(duì)準(zhǔn)度 | ≤±0.1° | ||||||
| 靈敏度溫漂系數(shù) | ≤100ppm/℃ | ≤50ppm/℃ | |||||
| 零點(diǎn)溫漂系數(shù) | ≤0.003°/ ℃ | ||||||
| 零點(diǎn)上電重復(fù)性⑤ | ±0.008° | ||||||
| 分辨力 | 0.0025° | ||||||
| 長(zhǎng)期穩(wěn)定性⑥ | ≤0.02° | ||||||
| 測(cè)量軸數(shù) | 單軸、雙軸 | ||||||
| 功能 | 可設(shè)置或調(diào)整：零點(diǎn)、波特率、本地重力加速度值、零位校正、振動(dòng)抑制的濾波系數(shù)、 ID 地址及刷新率等 | ||||||
| 輸出 | Ethernet(TCP/IP 和UDP 協(xié)議) | ||||||
| 冷啟動(dòng)預(yù)熱時(shí)間 | 60s | ||||||
| 響應(yīng)時(shí)間⑦ | 0.3s（@t90） | ||||||
| 輸出刷新率 | 5Hz（標(biāo)準(zhǔn)配置），可選10Hz 或20Hz | ||||||
| 響應(yīng)頻率 | 3Hz @-3dB | ||||||
| 輸入電壓 | 9~36VDC | ||||||
| 功耗 | 平均工作電流≤200mA （25℃&24VDC） | ||||||
| 工作溫度 | -40～85℃ | ||||||
| 儲(chǔ)存溫度 | -60~100℃ | ||||||
| 絕緣電阻 | 100MΩ | ||||||
| 平均*時(shí)間MTBF | ≥25000小時(shí)/次 | ||||||
| 抗沖擊 | 100g@11ms，三軸向（半正弦波） | ||||||
| 抗振動(dòng) | 8grms，20～2000Hz | ||||||
| 防護(hù)等級(jí) | IP67 | ||||||
| 連接器 | 航空連接器（滿(mǎn)足GJB101A-1997 標(biāo)準(zhǔn) ） | ||||||
| 重量 | 420g（不含接插件和電纜線(xiàn)） | ||||||
| ① 綜合精度是指在常溫條件下，對(duì)傳感器的非線(xiàn)性、重復(fù)性、遲滯、零點(diǎn)偏置以及橫軸誤差的平方根值。 |
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| ② 零點(diǎn)偏置是指?jìng)鞲衅髟跊](méi)有角度輸入的情況下(如水平面)，傳感器測(cè)量輸出不為零，即為零點(diǎn)偏置。 |
| ③ 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)所產(chǎn)生的誤差。如對(duì)于測(cè)量范圍為±10°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13°的傾斜時(shí)（此時(shí)實(shí)際被測(cè)量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)13°的傾斜而產(chǎn)生額外誤差，這個(gè)誤差我們稱(chēng)為橫軸誤差。TS-QJ300的橫軸誤差為0.1%,因此，產(chǎn)生的額外誤差為0.1%×13°=0.013°，而傳感器實(shí)際輸出的角度應(yīng)為8.518°(=8.505°+0.013°)。在TS-QJ300系列中，該誤差已經(jīng)包含于綜合精度指標(biāo)內(nèi)。 |
| ④ 允許安裝對(duì)準(zhǔn)偏差是指?jìng)鞲衅髟趯?shí)際安裝過(guò)程中，允許傳感器的安裝偏差。一般地，TS-QJ300傳感器在安裝時(shí)要求傾斜方向與傳感器的邊沿保持平行或者垂直，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。 |
| ⑤ 零點(diǎn)上電重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟诙啻沃貜?fù)通電—斷電—通電下的零點(diǎn)的重復(fù)性。 |
| ⑥ 長(zhǎng)期穩(wěn)定性是指?jìng)鞲衅髟?5℃下，經(jīng)過(guò)一年的持續(xù)通電測(cè)試而統(tǒng)計(jì)出的和最小輸出值的偏差。 |
| ⑦ 響應(yīng)時(shí)間是指?jìng)鞲衅髟谝粋€(gè)階躍角度變化（如在5ms內(nèi)從-10°變化到+10°），傳感器的輸出達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值的90%時(shí)所需要的時(shí)間。該指標(biāo)不同于傳感器的建立時(shí)間。 |
外形尺寸(mm)
接線(xiàn)定義
表2 引腳定義
| 引腳號(hào) | 功能 |
| 1 | 電源正 |
| 2 | 電源地 |
| 3 | 屏蔽地 |
| 4 | E-RXD+ |
| 5 | E-RXD- |
| 6 | E-TXD+ |
| 7 | E-TXD- |
例如：需要購(gòu)買(mǎi)一臺(tái)雙軸Ethernet傾角傳感器，測(cè)量范圍±30°，常溫傾角測(cè)量精度±0.02°，-20~60℃溫度下的精度±0.02°，輸出Ethernet，25m電纜配插頭，帶振動(dòng)抑制功能，應(yīng)選
擇的傳感器型號(hào)為：TS-QJ302-30-G9-F5 -00-C12-D3（25m）。
另外需要部分選件（見(jiàn)選件表）：
上位機(jī)軟件——訂貨號(hào)TS-QJ003-04-09
磁性安裝底座——訂貨號(hào)TS-QJ003-01-01
8口工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)——訂貨號(hào)TS-QJ003-05-14
配件&選件
表3 配件表
| 項(xiàng)目 | 訂貨號(hào)碼 | 名稱(chēng) | 功能 |
| 功能模塊 | F1 | GPS 模塊 | 水平定位精度2.5m CEP； 2.0m @ SBA S 本地重力加速度自動(dòng)修正 時(shí)間脈沖精度: 30ns RMS 原始數(shù)據(jù)刷新率：4Hz 速度精度：0.1m/s 接收機(jī)類(lèi)型：GPS L1 頻段，C/A代 碼 可選擇更高定位精度模塊 |
| F4 | 陀螺儀模塊 | 測(cè)量X、Y、Z 軸方向瞬間角度變化量 測(cè)量范圍：±100°/s、±250°/s、±400°/s In-run 零點(diǎn)精度：±0.02°/s 非線(xiàn)性：0.1%FS 帶寬：50Hz,噪聲密度：0.02°/s/√Hz 可選擇更高精度模塊 | |
| F5 | 振動(dòng)模塊 | 三軸向振動(dòng)檢測(cè)，頻率響應(yīng)≤5 kHz 量程可選擇0 g ~±1 g/±5 g/±10 g/±20 g 實(shí)時(shí)采樣率：20.48 kSPS 可編程濾波器，11 個(gè)設(shè)定值 FFT, 512-point, real valued，全三軸（x，y，z） 存儲(chǔ): 14 FFT 記錄，全三軸（x，y，z） 可編程報(bào)警，6 個(gè)頻譜段 | |
| 溫度補(bǔ)償 | D1 | 溫度補(bǔ)償 | 0~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.01°@≤±30°量程 |
| D2 | 溫度補(bǔ)償 | 0~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.01°@＞±30°量程 | |
| D3 | 溫度補(bǔ)償 | -20~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.02°@≤±30°量程 | |
| D4 | 溫度補(bǔ)償 | -20~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.02°@＞±30°量程 | |
| D5 | 溫度補(bǔ)償 | -30~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.03°@≤±30°量程 | |
| D6 | 溫度補(bǔ)償 | -30~60℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.03°@＞±30°量程 | |
| D7 | 溫度補(bǔ)償 | -40~65℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.05°@≤±30°量程 | |
| D8 | 溫度補(bǔ)償 | -40~65℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.05°@＞±30°量程 | |
| D9 | 溫度補(bǔ)償 | -40~85℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.05°@≤±30°量程 | |
| D10 | 溫度補(bǔ)償 | -40~85℃溫度補(bǔ)償范圍，溫漂精度±0.05°@＞±30°量程 |
