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    加速度传感器技术特点及应用
    2016-03-17 11:24
    加快度传感器是一种可以或许测量加快力的电子器件。加快力就是当物体在加快过程中感化在物体上的力,即地球引力、重力。加快力可所以个常量,比如g,也可所以变量。加快度计有两种:一种是角加快度计,由陀螺仪(角速度传感器)改进而来;另一种就是线加快度计。

    加快度传感器的应用
    沃森传感器
    经由过程测量因为重力引起的加快度,你可以计算出设备相对于程度面的倾斜角度。经由过程分析动态加快度,你可以分析出设备移动的方法。加快度传感器可以赞助机械人懂得它如今身处的情况。加快度传感器甚至可以用来分析发念头的┞否动,还可以测量牵引力产生的加快度。

    今朝最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了加快度传感器,可以或许犊飕的监测出标记本在应用中的┞否动,并根据这些振动数据,体系会智能地选择封闭硬盘照样让其持续运行,如许可以最大年夜程度地保护因为振动,比如波动的工作情况,或者不当心摔了电脑造成的硬盘伤害,最大年夜程度地保护琅绫擎的数据。别的一个用处就是今朝用的数码相机和摄像机里,也有加快度传感器,用来检测拍摄时刻的手部的┞否动,并根据这些振动,主动调节相机的聚焦。

    概括起来,加快度传感器可应用在:控制棘手柄振动和摇摆,仪器仪表,汽车制动启动检测,地动检测,报警体系,鼠标,玩具,构造物和情况监督,工程测振,地质勘察等范畴。

    加快度传感器的工作道理

    线加快度计的道理是惯性道理,也就是力的均衡,A(加快度)=F(惯性力)/M(质量)我们只须要测量F就可以了。怎么测量F?用电磁力去均衡这个力就可以了。就可以获得F对应于电流的关系。只须要用实验去标定则个比例系数就行了。当然中心的旌旗灯号传输、放大年夜、滤波就是电路的事了。

    多半加快度传感器是根据压电效应的道理来工作的。

    一般加快度传感器就是应用了其内部的因为加快度造成的晶体变形这个特点。因为这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加快度之间的关系,就可以将加快度转化成电压输出。当然,还有很多其它办法来制造加快度传感器,比如压阻技巧、电容效应、热气泡效应、光效应,然则其最根本的道理都是因为加快度产生某个介质产生变形,经由过程测量其变形量并用相干电路转化成电压输出。每种技巧各有优势和问题。

    压阻式加快度传感器因为在汽车工业中的广泛应用而成长最快,加快度传感器重要用于汽车安然气囊、防抱逝世体系、牵引控制体系等安然机能方面。


    ● 模仿输出vs数字输出:

    这个是最先须要推敲的,取决于体系中和加快度传感器之间的接口。一般模仿输出的电压和加快度是成比例的,比如2.5V对应0g的加快度,2.6V对应于0.5g的加快度。数字输出一般应用脉宽调制(PWM)旌旗灯号。

    如不雅你应用的微控制器只稀有字输入,比如BASIC Stamp,那你就只能选择数字输出的加快度传感器了,然则问题是你必须占用额外的一个时钟单位用来处理PWM旌旗灯号,同时对处理器也是一个不小的包袱。


    ● 测量轴数量:

    对于多半项目来说,两轴的加快度传感器已经能知足多半应用了。对于某些特别的应用,比如UAV、ROV控制,三轴的加快度传感器可能会合适一点。

    ● 最大年夜测量值:
    如不雅你只要测量机械人相对于地面的倾角,那一个±1.5g加快度传感器就足够了。然则如不雅你须要测量机械人的动态机能,±2g也应当足够了。如不雅你的机械人有忽然启动或者停止的情况出现,那你须要一个±5g的传感器。
    如不雅你应用的微控制器有模仿输人口,比如PIC/AVR/OOPIC,你可以异常简单地应用模仿接口的加快度传感器,所须要的就是在法度榜样里参加一句类似“acceleration=read_adc()”指令,并且处理此指令的速度只要几微秒。
    ● 电阻/缓存机制:

    灵敏度天然是越高越好,然则实际上灵敏度越高测量范领巾窄:相反,灵敏度低点就能获得比较宽的测量范围。所以在产品选择传感器的时刻就要大年夜须要出发,一味地应用高精度传感器往往就意味着更高的成本抗疲惫性也是压电加快度传感器的重要身分。(end)
    ● 带宽:

    这里的带宽实际上指的是刷新率。也就是说每秒钟,传感器会产生若干次读数。对于一般只要测量倾角的应用,50HZ的带宽应当足够了,然则对于须要进行动态机能,比如振动,你会须要一个具有上百HZ带宽的传感器。


    若何选用加快度传感器

    对于有些微控制器来说,要进行A/D转化,其连接的传感器阻值必须小于10kΩ。比如加快度传感器的阻值为32kΩ,在PIC和AVR控制板上无法正常工作,所以建议在购买传感器前,细心浏览控制器手册,确保传感器可以或许正常工作。

    ● 灵敏度:

    一般来说,越灵敏越好。越灵敏的传感器对必定范围内的加快度变更更敏感,输出电压的变更也越大年夜,如许就比较轻易测量,大年夜而获得更精确的测量值。
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