倾角传感器在自动监测中的应用

导读：倾角传感器，是运用惯性原理，测量相对于水平面的倾角变化量的一种加速度传感器，被广泛用于各种测量角度的应用中。例如高空平台安全保护、高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、定向卫星通讯天线的俯仰角测量等等。今天，来为大家介绍一下倾角传感器在的国产C919大型客机制造过程中的应用，一起来看看吧。

2017年5月，中国商飞研制的C919大型客机在上海浦东国际机场成功首飞，成为我国建设创新型国家、提升高端装备制造能力的标志性工程。随着该客机试飞成功，如何进一步提高大飞机装配效率与精度，成为工程师们关心的一个重要课题。

作为大型精密设备，大飞机在制造过程中，厂房、设备的细微振动、变形都会导致产品精度下降甚至报废，严格控制全过程加工进度成为重中之重。

很长一段时间以来，我国大飞机装配使用型架进行机身固件装配，由于型架两侧轨道受力不均，地面沉降程度出现差异，在进行装配时需使用激光进行校准，通常要花费1到2天时间才能完成，且无法实时更新数据，不能实时调整型架，大飞机的生产效率受到不小影响。

对此，经过反复的方案论证、测试与验证，中国商飞C919项目最新采用了基于多传感融合的大飞机制造过程自动监测物联网系统。该系统可借助倾角传感器实时感知环境的细微变化，指导提升装配精度。

具体来说，该系统主要通过实时采集的大飞机制造生产线中多种传感指标，利用机器学习算法对数据进行处理，结合新型传感器数据与传统监测数据，可增强对工业现场的监测能力，帮助维护和监测全生产线运作情况。

与现有单一激光监测模式相比，新系统综合利用超高精度倾角传感器、沉降仪、温湿度传感器等传感技术，能实时掌握装配过程中的细微变动，同时借助数据不断积累所生成的数据模型，指导工程师快速发现隐患并排除。

其中，新系统采用的MEMS（微机电系统）姿态传感器测量工装骨架的水平倾斜角，可达到激光测距仪的精度标准，结合调整机构补偿方案，能在极短时间内让大飞机的工装复位至前次定检时的较好状态，从而提升工装定检效率。

此外，新系统还在整个大飞机型架装配平台上加装高精度液压式静力水准仪，主要用于测量整个系统相对于稳定基准点的水平高度变化，再利用其内置自动补偿和滤波算法，减少环境变化引起的误差。

数据显示，整套自动化监测系统，可将飞机型架装配效率提高5倍以上，装配精度和装配效率与美国波音飞机型架装配指标基本达到同等水平。

相对于传统单一检测技术，高精度传感技术可有效地采集更多高速、复杂的机器数据，从而提高制造效率、改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，优化生产运营。该物联网应用项目为我国飞机装配等大型工业工程提供了实时过程监控系统，积累了飞机装配产生的各类数据，为故障判断、健康监测、生产控制、决策等提供数据基础和判断标注。

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