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數(shù)字式MEMS加速度傳感器在傾角測量的應(yīng)用
摘要：本文提出一種基于數(shù)字式mems（微電子機(jī)械系統(tǒng)）加速度傳感器adxl213的傾角測量裝置，該裝置采用占空比調(diào)制電路獲得相應(yīng)的數(shù)字信號。根據(jù)對實(shí)際運(yùn)動模型的分析，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。利用整個(gè)系統(tǒng)硬件的特點(diǎn)，達(dá)到良好的實(shí)際測量結(jié)果。引言物體在運(yùn)動中的傾角是描述物體運(yùn)動狀態(tài)、特征的重要參數(shù)，在交通、航天、軍事領(lǐng)域中都有著重要的意義，對目標(biāo)的定位、追蹤起到非常重要的作用。所以開發(fā)價(jià)格適中、精度高，測量范圍大的角度測量模塊具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。本文根據(jù)對實(shí)際運(yùn)動的分析，研究建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)字式mems加速度傳感器并配合適當(dāng)?shù)挠布娐泛蛙浖惴▽?shí)現(xiàn)了一種性價(jià)比高，高精度，測量范圍大的角度測量模塊并通過實(shí)際運(yùn)行，取得良好的效果。 1 對象研究和建模本文研究的對象是物體運(yùn)動時(shí)，其整體平臺的傾斜角，例如普通車輛機(jī)車，軍用車輛機(jī)車和海上裝備等，在運(yùn)動過程中由于路面、坡度等影響會使整個(gè)平臺架產(chǎn)生一定的傾角，而這些參數(shù)對于精確導(dǎo)航、列車行程控制等系統(tǒng)都具有重要的意義。根據(jù)經(jīng)典力學(xué)可以知道，當(dāng)對象與基準(zhǔn)平面有一個(gè)角度的夾角時(shí)，其運(yùn)動方向的加速度與重力
基于三軸加速度計(jì)SCA3000和 LPC2210的傾斜角傳感器設(shè)計(jì)
由加速度傳感器測量傾斜角的途徑很多，文獻(xiàn)中提出了一種基于兩軸加速度傳感器adxl213的傾角測量裝置，實(shí)現(xiàn)了全擺幅高精度測量，并能在運(yùn)動車輛中抵消前進(jìn)方向加速度，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動中單方向高精度測量。文獻(xiàn)中同樣運(yùn)用兩軸壓力傳感器實(shí)現(xiàn)單方向全擺幅傾角測量文獻(xiàn)。文獻(xiàn)中運(yùn)用兩軸加速度傳感器adxl202實(shí)現(xiàn)了全方位，45°擺幅內(nèi)低誤差傾斜角測量。文獻(xiàn)中運(yùn)用液態(tài)兩軸傾斜角傳感器實(shí)現(xiàn)全方位、低擺幅、高精度傾斜角傳感器。單軸加速度傳感器只能實(shí)現(xiàn)單方向，低擺幅傾斜角測量，兩軸傾斜角傳感器，方向和擺幅不能兼顧。本文將討論采用三軸微加速度傳感器實(shí)現(xiàn)智能化傾斜角傳感器方法。 1 傾斜角測量原理對于軸加速度傳感器，當(dāng)它的傳感方向和重力加速度方向一致時(shí)，假如此時(shí)為零傾斜角度，設(shè)加速度傳感器測量結(jié)果為f(θ)，θ為傾斜角度，g為重力加速度，如圖1所示。所以當(dāng)傾斜角θ太小時(shí)，測量的分辨率就會太小，當(dāng)角度足夠大時(shí)精度才會上升。所以對一軸傾斜角傳感器的運(yùn)用是：把它的傳感方向與重力加速度方向垂直時(shí)的狀態(tài)設(shè)為零傾斜角度，文獻(xiàn)運(yùn)用此方法測量傾斜角，如圖2所示，此時(shí)：此時(shí)傾斜角度小時(shí)測量精度高，而對于

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