Un inclinómetro o clinómetro es un instrumento que se utiliza para medir ángulos de pendiente , elevación o depresión de un objeto con respecto a la dirección de la gravedad . También se conoce como un indicador de inclinación , sensor de inclinación , metros de inclinación , alerta pendiente , medidor de pendientes , metros gradiente , gradiómetro , medidor de nivel , medidor de nivel , declinómetro , y pitch & indicador rollo. Los clinómetros miden inclinaciones y descensos utilizando tres unidades de medida diferentes: grados , puntos porcentuales y topo. Astrolabio es un ejemplo de inclinómetro que se utilizó para la navegación celeste y la ubicación de objetos astronómicos desde la antigüedad hasta el Renacimiento .
Un sensor de inclinación puede medir la inclinación, a menudo, en dos ejes de un plano de referencia en dos ejes. Por el contrario, un movimiento completo utilizaría al menos tres ejes y, a menudo, sensores adicionales. Una forma de medir el ángulo de inclinación con referencia al plano de tierra de la tierra es usar un acelerómetro . Las aplicaciones típicas se pueden encontrar en la industria y en los controladores de juegos. En las aeronaves, la "bola", a su vez, los coordinadores de giro o los indicadores de viraje y inclinación, a veces se denomina inclinómetro.
Los inclinómetros incluyen ejemplos como el clinómetro de Well, cuyas partes esenciales son un lado plano, o base, sobre la que se apoya, y un disco hueco lleno hasta la mitad con un líquido pesado. La cara de vidrio del disco está rodeada por una escala graduada que marca el ángulo en el que se encuentra la superficie del líquido, con referencia a la base plana. La línea cero es paralela a la base, y cuando el líquido se encuentra en esa línea, el lado plano es horizontal; el de 90 grados es perpendicular a la base, y cuando el líquido se encuentra en esa línea, el lado plano es perpendicular o vertical. Los ángulos intermedios están marcados y, con la ayuda de tablas de conversión simples , el instrumento indica la tasa de caída por distancia establecida de medición horizontal y la distancia establecida de la línea inclinada.
El nivel de Abney es un instrumento topográfico de mano desarrollado en la década de 1870 que incluye un tubo de observación y un inclinómetro, dispuestos de modo que el topógrafo pueda alinear el tubo de observación (y su retícula ) con el reflejo de la burbuja en el nivel de burbuja del inclinómetro cuando el La línea de visión está en el ángulo establecido en el inclinómetro.
Una de las instalaciones de inclinómetros más famosas estaba en el panel del Ryan NYP "The Spirit of St. Louis"; en 1927, Charles Lindbergh eligió el Inclinómetro ligero Rieker Inc P-1057 Degree [1] para darle información sobre los ángulos de ascenso y descenso.
Los clinómetros portátiles se utilizan para una variedad de tareas de medición y topografía. En la topografía y el mapeo de la tierra, un clinómetro puede proporcionar una medición rápida de la pendiente de una característica geográfica, o se puede utilizar para el estudio de cuevas . En la prospección de minerales, los clinómetros se utilizan para medir el rumbo y el buzamiento de las formaciones geológicas. En silvicultura, la medición de la altura de los árboles se puede realizar con un clinómetro utilizando métodos estandarizados que incluyen la triangulación . Los cañones de artillería principales pueden tener un clinómetro asociado que se utiliza para facilitar el objetivo de los proyectiles a largas distancias.
Los inclinómetros instalados de forma permanente se colocan en los principales movimientos de tierra, como presas, para monitorear la estabilidad a largo plazo de la estructura.
(La precisión general varía según el tipo de sensor de inclinación (o inclinómetro) y la tecnología utilizada)
Ciertos sensores inclinómetros electrónicos de alta sensibilidad pueden alcanzar una resolución de salida de 0,0001 °; dependiendo de la tecnología y el rango de ángulos, puede estar limitado a 0.01 °. Sin embargo, la precisión verdadera o absoluta de un sensor de inclinómetro (que es el error total combinado) es una combinación de conjuntos iniciales de compensación y sensibilidad del cero del sensor, linealidad del sensor, histéresis, repetibilidad y variaciones de temperatura de cero y sensibilidad: precisión de inclinómetros electrónicos normalmente puede oscilar entre ± 0,01 y 2 ° según el sensor y la situación. Normalmente, en condiciones ambientales de la sala, la precisión se limita a la especificación de linealidad del sensor.
Clinómetro simple
Transportador digital
Clinómetro diseñado para habilitar la capacidad de disparo indirecto con una ametralladora Vickers alrededor de 1918
Clinómetro mecánico de nivel de burbuja con ajuste micrométrico
Los sensores de inclinación y los inclinómetros generan un horizonte artificial y miden la inclinación angular con respecto a este horizonte. Se utilizan en cámaras, controles de vuelo de aviones, sistemas de seguridad de automóviles e interruptores especiales y también se utilizan para nivelación de plataformas, indicación del ángulo de la pluma y en otras aplicaciones que requieren medición de inclinación.
Las especificaciones importantes a considerar para los sensores de inclinación e inclinómetros son el rango del ángulo de inclinación y el número de ejes. Los ejes suelen ser ortogonales , aunque no siempre . El rango del ángulo de inclinación es el rango de salida lineal deseada.
Las implementaciones comunes de sensores de inclinación e inclinómetros son acelerómetro, líquido capacitivo , electrolítico, burbuja de gas en líquido y péndulo.
La tecnología de sensor de inclinación también se ha implementado en videojuegos. Universal Gravitation de Yoshi y Kirby Tilt 'n' Tumble están construidos alrededor de un mecanismo de sensor de inclinación, que está integrado en el cartucho. Los controladores de juegos de PlayStation 3 y Wii también usan la inclinación como un medio para jugar videojuegos.
Los inclinómetros también se utilizan en ingeniería civil , por ejemplo, para medir la inclinación del terreno sobre el que se va a construir.
Algunos inclinómetros proporcionan una interfaz electrónica basada en CAN (Controller Area Network) . Además, esos inclinómetros pueden admitir el perfil CANopen estandarizado (CiA 410). En este caso, estos inclinómetros son compatibles y parcialmente intercambiables.
Los niveles de burbuja tradicionales y los instrumentos de nivelación electrónicos basados en péndulos suelen estar limitados por un rango de medición de inclinación estrecho y de un solo eje. Sin embargo, la mayoría de las tareas de nivelación de precisión, medición de ángulos, alineación y perfilado de planitud de superficie implican esencialmente un ángulo de plano de superficie bidimensional en lugar de dos objetos ortogonales independientes de un solo eje. Los inclinómetros de dos ejes que están construidos con sensores de inclinación MEMS brindan lecturas de ángulos bidimensionales simultáneos de un plano de superficie tangente a la referencia terrestre.
Las ventajas típicas de usar inclinómetros MEMS de dos ejes sobre los instrumentos convencionales de nivelación mecánica o de "burbuja" de un solo eje pueden incluir:
Como los inclinómetros miden el ángulo de un objeto con respecto a la fuerza de la gravedad, las aceleraciones externas como movimientos rápidos, vibraciones o golpes introducirán errores en las mediciones de inclinación. Para superar este problema, es posible utilizar un giroscopio además de un acelerómetro. Cualquiera de las aceleraciones mencionadas anteriormente tiene un gran impacto en el acelerómetro, pero un efecto limitado en las velocidades de rotación medidas del giroscopio. Un algoritmo puede combinar ambas señales para obtener el mejor valor de cada sensor. De esta forma es posible separar el ángulo de inclinación real de los errores introducidos por las aceleraciones externas. [2]
Los inclinómetros se utilizan para:
Los indicadores de inclinación son sensores desechables, aunque reutilizables, que se adjuntan a los productos como parte del embalaje durante el envío. [6]
Nintendo utilizó la tecnología del sensor de inclinación en cinco juegos para su serie Game Boy de sistemas de juegos portátiles . El sensor de inclinación permite a los jugadores controlar aspectos del juego girando el sistema de juego. Juegos que usan esta función:
Los sensores de inclinación también se pueden encontrar en controladores de juegos como Microsoft Sidewinder Freestyle Pro y el controlador PlayStation 3 de Sony .
Sin embargo, a diferencia de estos otros controladores en los que el sensor de inclinación sirve como complemento de los métodos de control normales, sirve como una de las características centrales del mando de Wii de Nintendo y el accesorio Nunchuk . Junto con los acelerómetros, los sensores de inclinación son un método principal de control en la mayoría de los juegos de Wii .
Ahora se está utilizando en muchos aspectos diferentes, en lugar de solo juegos como motocross y simuladores de vuelo. Se puede usar para juegos deportivos, disparos en primera persona y otros usos extraños como en WarioWare: Smooth Moves
Otro ejemplo es una versión virtual de un laberinto de madera con obstáculos en el que tienes que maniobrar una bola inclinando el laberinto. Se creó una interfaz de sensor de inclinación casera para Palm (PDA) .
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