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基于三轴加速度计SCA3000和 LPC2210的倾斜角传感器设计

作者:时间:2012-10-22来源:网络收藏

由加速度测量角的途径很多,文献中提出了一种两轴加速度ADXL213的倾角测量装置,实现了全摆幅高精度测量,并能在运动车辆中抵消前进方向加速度,实现运动中单方向高精度测量。文献中同样运用两轴压力实现单方向全摆幅倾角测量文献。文献中运用两轴加速度ADXL202实现了全方位,45°摆幅内低误差角测量。文献中运用液态两轴实现全方位、低摆幅、高精度倾斜角传感器。单轴加速度传感器只能实现单方向,低摆幅倾斜角测量,两轴倾斜角传感器,方向和摆幅不能兼顾。本文将讨论采用三轴微加速度传感器实现智能化倾斜角传感器方法。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/159777.htm

1 倾斜角测量原理

对于轴加速度传感器,当它的传感方向和重力加速度方向一致时,假如此时为零倾斜角度,设加速度传感器测量结果为F(θ),θ为倾斜角度,g为重力加速度,如图1所示。

所以当倾斜角θ太小时,测量的分辨率就会太小,当角度足够大时精度才会上升。所以对一轴倾斜角传感器的运用是:把它的传感方向与重力加速度方向垂直时的状态设为零倾斜角度,文献运用此方法测量倾斜角,如图2所示,此时:

此时倾斜角度小时测量精度高,而对于一轴加速度传感器而言,只能测一个方向的倾斜角。所以用一个两轴加速度传感器,两个传感方向皆垂直于重力加速度,当两轴倾斜角倾斜时,加速度传感器测量结果为:

如何利用θx,θy求出倾斜角θ。首先定义两组三轴向量:[x,y,z]为参考O倾斜向量,[u,v,r]为倾斜后的向量。如图3所示,设向量[z,y,z]先绕y轴倾斜,再绕x轴倾斜,所以从[x,y,z]到[u,v,r]的转换为:

加速度计相关文章:加速度计原理
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