Inklinometr NBA/NBN — czujnik MEMS, CANopen lub analog, IP67/IP69K
Zastosowanie i koncepcja
NBA/NBN to rodzina inklinometrów opartych na czujnikach MEMS, które rejestrują kąt nachylenia w polu grawitacyjnym, a następnie poddają sygnał digitalizacji i linearyzacji w kontrolerze. Dane mogą być przekazywane jako CANopen (NBN) lub analog 0…20 mA / 4…20 mA / 0…10 V (NBA). Konstrukcja jest przygotowana do pracy w środowisku przemysłowym — od aplikacji mobilnych po stanowiska maszynowe — z wysoką odpornością na wibracje i wstrząsy.
Budowa i zasada działania
Czujnik wykorzystuje struktury mikromechaniczne MEMS do pomiaru przyspieszenia grawitacyjnego; różnicowa zmiana pojemności jest przeliczana na kąt α zgodnie z zależnością U ∝ g · sin α. Osie pomiarowe działają niezależnie, dostępne są wersje 1- lub 2-osiowe oraz (dla NBN) wariant 360°/pomiar prędkości kątowej. Stabilna obudowa aluminiowa (opcjonalnie stal nierdzewna) z gniazdami do mechanicznego wyrównania pozwala skorygować montaż o ok. ±7,5°; zalewy wewnątrz obudowy umożliwiają uzyskanie IP69K (także do pracy pod wodą).
- Zakresy pomiarowe wybierane w krokach ±5°…±90° (oraz 360° dla NBN).
- Typowa reakcja toru z uśrednianiem: osiągnięcie wartości końcowej ~1 s (możliwe skrócenie kosztem szumu).
Interfejsy i integracja
NBN (CANopen): zgodność z CiA 301, CiA 410 (profil inklinometrów) i CiA 305 (LSS). Rozdzielczość do 0,01°, prędkość transmisji do 1 Mbit/s, parametryzacja zakresu, zera, kierunku (CW/CCW); komunikaty Heartbeat/Emergency, 2×PDO Tx (tryby sync/async/cyclic). Wersje z jednym lub dwoma złączami M12 (opcjonalnie kombinacja męskie/żeńskie) ułatwiają przelot magistrali.
NBA (analog): wyjścia 0…20 mA / 4…20 mA / 0…10 V, przetwornik 12-bit, ustawienia MFP (trzy wejścia wielofunkcyjne) pozwalają w polu ustawić kierunek, punkt zerowy i poszerzać zakres w krokach 5°. Zasilanie 20…30 V DC.
- Dostępne kable lub złącze M12 8-pin; dla NBN także wariant 5-pin (wariant 50).
Dokładność i dynamika
Dla typowych zakresów ±20° (1–2 osie) dokładność do ±0,25° (przy cross-tilt ±5°), dla ±90° do ±0,5°; powtarzalność ±0,05°, dryft zależny od temperatury wg tabel (do ±0,6° przy ±90° i –40…+85 °C). W wersjach z żyroskopem (NBN „G”) sygnał jest korygowany fuzją z czujnikiem prędkości kątowej (filtr Kalman), co zwiększa stabilność w wibracjach; wariant „D” umożliwia wyjście prędkości [°/s].
Warunki środowiskowe i mechanika
Temperatura pracy –40…+85 °C, odporność na wstrząsy 500 m/s² (11 ms) i wibracje 100 m/s² (10…2000 Hz), szczelność IP67 lub IP69K (opcjonalnie). Masa przy obudowie Al ~0,3 kg, stal nierdzewna ~0,65 kg. Dostępne wersje z jednym lub dwoma złączami, a także wykonania kablowe; zalecane stosowanie zgodnie z wytycznymi CiA DR-303 (okablowanie/złącza).
- CANopen: zasilanie 11…36 V DC, mapowanie i parametry wg specyfikacji NBN; długość segmentu do 200 m.
- Analog: dokładność prądowa ±50 µA; dla 0…10 V obciążenie ≥ 2 kΩ, prąd wyjściowy max 5 mA.
Warianty i opcje
- NBN „G” (gyro correction): korekcja sygnału z użyciem żyroskopu MEMS → lepsza odpowiedź na zakłócenia dynamiczne.
- NBN „D”: zakres 360° + wyjście prędkości kątowej; dedykowana dokumentacja.
Bezpieczeństwo: warianty z profilami safety/SIL2 opisane w pokrewnych kartach serii NBN.
