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力傳感器

三軸傳感器 原理:三軸力傳感器工作原理

發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:289


三軸傳感器 原理:三軸力傳感器工作原理  第1張

三軸傳感器 原理:三軸力傳感器工作原理

城市道路積水監(jiān)測知多少

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-20    共有: 287 瀏覽
 城市道路積水監(jiān)測系統(tǒng)可實時監(jiān)測城區(qū)各低洼路段的積水水位并實現(xiàn)自動預(yù)警

2022北京國際區(qū)塊鏈暨消費電子展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 983 瀏覽

2021深圳國際電磁兼容暨微波天線展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 545 瀏覽

2021天津國際物流自動化與運輸系統(tǒng)展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 2008 瀏覽
 由全球會展綜合服務(wù)商振威展覽股份主辦的第十七屆天津工博會明星子展——天津國際物流自動化與運輸系統(tǒng)展覽會,于2021年3月18-21日在天津梅江舉辦。

2021第23屆中國工博會-工業(yè)自動化展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 2107 瀏覽
 第二十二屆中國工博會將于2021年8月24日-28日在國家會展中心(上海)舉辦,屆時中國工博會將規(guī)劃大于28萬平方米展示面積,9大專業(yè)展分別是數(shù)控機(jī)床與金屬加工展,工業(yè)自動化展,節(jié)能環(huán)保技術(shù)與設(shè)備展、信息與通信技術(shù)應(yīng)用展、新能源與電力電工展、新能源與智能網(wǎng)聯(lián)汽車展、機(jī)器人展、科技創(chuàng)新展和新材料產(chǎn)業(yè)展,屆時將有數(shù)10場高質(zhì)量的高峰論壇及活動同期舉行。

2021上海國際智能電網(wǎng)技術(shù)設(shè)備展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 950 瀏覽
 作為亞洲能源電力領(lǐng)域一大盛事,為積極推進(jìn)“專業(yè)化、國際化、品牌化、信息化”發(fā)展,2021上海國際智能電網(wǎng)、電力自動化及電源展覽會暨能源技術(shù)與設(shè)備展(ENERGY SHOW)以下簡稱ES”。

2021中國國際智能電源展覽會

新物聯(lián)號:利歐展覽                              2020-10-21    共有: 1673 瀏覽
 中國國際電源展覽會始于1995年,歷史長、規(guī)模大,專業(yè)性強(qiáng),是國內(nèi)知名的專業(yè)電源展覽會,經(jīng)過25年、32場展會的努力,我們已成為客戶采購電源產(chǎn)品、了解本年度電源行業(yè)發(fā)展的首選展會;是電源企業(yè)推介產(chǎn)品、樹立品牌的上佳平臺,在業(yè)內(nèi)具有廣泛影響力。

智慧消防-安心安全的消防

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-21    共有: 430 瀏覽
 綜合利用移動互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字集群、自組網(wǎng)、寬窄帶等通信技術(shù),重點解決不同類型復(fù)雜環(huán)境下的信號覆蓋問題,實現(xiàn)日常條件消防設(shè)施動態(tài)信息和災(zāi)害現(xiàn)場各作戰(zhàn)單元動態(tài)信息數(shù)據(jù)的暢通傳輸。

IC卡預(yù)付費管理系統(tǒng),遠(yuǎn)程抄表管理好幫手

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-22    共有: 322 瀏覽
 不僅能夠支持中心售卡及遠(yuǎn)程充值,對售卡、用水、用電等信息進(jìn)行記錄,形成報表,對合理有效的保護(hù)節(jié)省能源起到了積極的作用。
IC卡預(yù)付費管理系統(tǒng)適用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水、用電、用氣預(yù)付費管理項目。

智能遠(yuǎn)程抄表,足不出戶盡在掌握之中

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-23    共有: 337 瀏覽
 在相關(guān)單位建立一套智能遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng),通過無線傳輸?shù)姆绞絹韺崿F(xiàn)遠(yuǎn)程抄表,對已測知數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲整理,為客戶的后期各種工作提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

企業(yè)能源在線監(jiān)測,監(jiān)測企業(yè)能源消耗

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-23    共有: 349 瀏覽
 能源管控中心對大型用能企業(yè)的用水、電、氣等進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)控管理,以及時了解能源使用狀況,合理調(diào)度,達(dá)到提高能源使用效率,合理節(jié)約能耗的目的。

熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控,監(jiān)測熱用戶能耗

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-23    共有: 394 瀏覽
 熱電廠提供熱源蒸汽,向各熱用戶通過熱力管網(wǎng)向各熱用戶統(tǒng)一輸送,由監(jiān)控中心統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)管,和有效調(diào)節(jié),以量計費,降低能源消耗,提高供熱質(zhì)量。

城市大腦再發(fā)力  醫(yī)院停車不再難

新物聯(lián)號:目博科技                              2020-10-23    共有: 303 瀏覽
 浙一、浙二、浙大兒保就醫(yī)不堵了!隨著產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型步伐不斷加快,車聯(lián)網(wǎng)、智慧交通等應(yīng)用正在悄然改變著人們的生活。近日,杭州主城區(qū)幾大醫(yī)院附近,原本早高峰堵得水泄不通不可開交的幾條主路,9月下旬以來突然好轉(zhuǎn)。

CEE.2021北京國際未來工業(yè)展|2021人工智能博覽會

新物聯(lián)號:上海秋碩展覽有限公司                        2020-10-24    共有: 1691 瀏覽
 CEE.2021中國國際未來工業(yè)暨智能產(chǎn)業(yè)博覽會
Cee.2021China International future industry and Intelligent Industry Expo
時間:2021年6月26日-6月28日      地點:北京亦創(chuàng)國際會展中心

2021北京國際智慧教育展|2021中國國際教育裝備展會

新物聯(lián)號:上海秋碩展覽有限公司                        2020-10-24    共有: 1229 瀏覽
 引領(lǐng)行業(yè)未來發(fā)展——搭建展示交流平臺
CEE.將致力于打造中國智慧教育及教育裝備行業(yè)頂級權(quán)威品牌展會
構(gòu)建全方位的交流與合作平臺
同期召開:2021CEE第二十屆亞洲國際消費電子展

熱網(wǎng)泵站無人值守遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-27    共有: 452 瀏覽
 熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng)是指由熱電廠提供熱源蒸汽,向各熱用戶通過熱力管網(wǎng)向各熱用戶統(tǒng)一輸送,由監(jiān)控中心統(tǒng)一進(jìn)行監(jiān)管,和有效調(diào)節(jié),以量計費,降低能源消耗,提高供熱質(zhì)量。熱網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)提供實時、準(zhǔn)確、可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù),使熱網(wǎng)的調(diào)控有了可靠的依據(jù),是國家熱網(wǎng)用汽發(fā)展的必然和趨勢。

鄭好辦APP上線智慧停車丨實時查詢、一鍵導(dǎo)航、自助繳費

新物聯(lián)號:目博科技                              2020-10-27    共有: 2545 瀏覽
 鄭州智慧停車新模式,地磁作為前端車位信息采集設(shè)備,對接智慧停車系統(tǒng)高效運行

Linux4G遙測終端機(jī),給您智能又安全的保障

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-28    共有: 314 瀏覽
 支持嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite3、WEB SERVER服務(wù),支持chrome,firefox等主流瀏覽器遠(yuǎn)程訪問查看并設(shè)置參數(shù)

2021年新疆國際智能交通產(chǎn)業(yè)博覽會

新物聯(lián)號:交通展                               2020-10-28    共有: 1320 瀏覽
 同期活動
“一帶一路”新疆交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會高峰論壇
展會概況   國家“一帶一路”重點展會·西北最大交通展
以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo),全面落實《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》及推進(jìn)交通強(qiáng)國試點工作,加快絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶核心區(qū)交通樞紐中心建設(shè),促進(jìn)行業(yè)技術(shù)交流,為新疆交通產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐和保障;展會以“創(chuàng)新·融合·發(fā)展   助推絲綢之路核心區(qū)建設(shè)”為主題,將集

集無線傳輸一體的明渠在線計量終端

新物聯(lián)號:唐山市柳林自動化設(shè)備有限公司                    2020-10-29    共有: 292 瀏覽
 該終端通過液位數(shù)據(jù)、結(jié)合輔助的工程建筑物,通過水利學(xué)公式來計算流量值的明渠流量儀表,本流量計集成(GPRS/4G/NB)無線遠(yuǎn)傳功能,能夠?qū)F(xiàn)場監(jiān)測的數(shù)據(jù)實時無線傳輸至監(jiān)控中心數(shù)據(jù)平臺

三軸傳感器 原理:三軸加速度傳感器原理_三軸加速度傳感器應(yīng)用

  三軸加速度傳感器原理
  在加速度傳感器中有一種是三軸加速度傳感器,同樣的它是基于加速度的基本原理去實現(xiàn)工作的,加速度是個空間矢量,一方面,要準(zhǔn)確了解物體的運動狀態(tài),必須測得其三個坐標(biāo)軸上的分量;另一方面,在預(yù)先不知道物體運動方向的場合下,只有應(yīng)用三軸加速度傳感器來檢測加速度信號。由于三軸加速度傳感器也是基于重力原理的,因此用三軸加速度傳感器可以實現(xiàn)雙軸正負(fù)90度或雙軸0-360度的傾角,通過校正后期精度要高于雙軸加速度傳感器大于測量角度為60度的情況。
  目前的三軸加速度傳感器大多采用壓阻式、壓電式和電容式工作原理,產(chǎn)生的加速度正比于電阻、電壓和電容的變化,通過相應(yīng)的放大和濾波電路進(jìn)行采集。這個和普通的加速度傳感器是基于同樣的原理,所以在一定的技術(shù)上三個單軸就可以變成一個三軸。對于多數(shù)的傳感器應(yīng)用來看,兩軸的加速度傳感器已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用。但是有些方面的應(yīng)用還是集中在三軸加速度傳感器中例如在數(shù)采設(shè)備,貴重資產(chǎn)監(jiān)測,碰撞監(jiān)測,測量建筑物振動,風(fēng)機(jī),風(fēng)力渦輪機(jī)和其他敏感的大型結(jié)構(gòu)振動。

  三軸加速度傳感器優(yōu)點
  三軸加速度傳感器的好處就是在預(yù)先不知道物體運動方向的場合下,只有應(yīng)用三維加速度傳感器來檢測加速度信號。三維加速度傳感器具有體積小和重量輕特點,可以測量空間加速度,能夠全面準(zhǔn)確反映物體的運動性質(zhì)。

  三軸加速度傳感器應(yīng)用
  1、車身安全、控制及導(dǎo)航系統(tǒng)中的應(yīng)用
  加速度傳感器已被廣泛應(yīng)用于汽車電子領(lǐng)域,主要集中在車身操控、安全系統(tǒng)和導(dǎo)航,典型的應(yīng)用如汽車安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車系統(tǒng)、電子穩(wěn)定程序(ESP)、電控懸掛系統(tǒng)等。
  目前車身安全越來越得到人們的重視,汽車中安全氣囊的數(shù)量越來越多,相應(yīng)對傳感器的要求也越來越嚴(yán)格。整個氣囊控制系統(tǒng)包括車身外的沖擊傳感器(Satellite Sensor)、安置于車門、車頂,和前后座等位置的加速度傳感器(G-Sensor)、電子控制器,以及安全氣囊等。電子控制器通常為16位或32位MCU,當(dāng)車身受到撞擊時,沖擊傳感器會在幾微秒內(nèi)將信號發(fā)送至該電子控制器。
  隨后電子控制器會立即根據(jù)碰撞的強(qiáng)度、乘客數(shù)量及座椅/安全帶的位置等參數(shù),配合分布在整個車廂的傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和做出相應(yīng)評估,并在最短的時間內(nèi)通過電爆驅(qū)動器(Squib Driver)啟動安全氣囊保證乘客的生命安全。
  通常僅靠ABS和牽引控制系統(tǒng)無法滿足車輛在彎曲路段上的行車安全要求。該場合下電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng) (ESC) 就能夠通過修正駕駛員操作中的轉(zhuǎn)向不足或過度轉(zhuǎn)向,來控制車輛使其不偏離道路。該系統(tǒng)通過使用一個陀螺儀來測量車輛的偏航角,同時用一個低重力加速度傳感器來測量橫向加速度。將所得測量數(shù)據(jù)與通過行駛速度和車輪傾斜角兩項數(shù)據(jù)計算得到的結(jié)果進(jìn)行比對,從而調(diào)整車輛轉(zhuǎn)向以防止發(fā)生側(cè)滑。
  除了車身安全系統(tǒng)這類重要應(yīng)用以外,目前加速度傳感器在導(dǎo)航系統(tǒng)中的也在扮演重要角色。 其主要利于GPS衛(wèi)星信號實現(xiàn)定位。而當(dāng)進(jìn)入衛(wèi)星信號接收不良的區(qū)域或環(huán)境中,如遂道、高樓林立、叢林地帶,就會因失去信號而喪失導(dǎo)航功能。基于MEMS技術(shù)的3軸加速度傳感器配合陀螺儀或電子羅盤等元件一起可創(chuàng)建方位推算系統(tǒng)(DR, Dead Reckoning),對GPS系統(tǒng)實現(xiàn)互補(bǔ)性應(yīng)用。
  2、硬盤抗沖擊防護(hù)
  目前由于海量數(shù)據(jù)對存儲方面的需求,硬盤和光驅(qū)等元器件被廣泛應(yīng)用到筆記本電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)/攝相機(jī)、便攜式DVD機(jī)、PMP等設(shè)備中。便攜式設(shè)備由于其應(yīng)用場合的原因,經(jīng)常會意外跌落或受到碰撞,而造成對內(nèi)部元器件的巨大沖擊。
  為了使設(shè)備以及其中數(shù)據(jù)免受損傷,越來越多的用戶對便攜式設(shè)備的抗沖擊能力提出要求。
  一般便攜式產(chǎn)品的跌落高度為1.2~1.3米,其在撞擊大理石質(zhì)地面時會受到約50KG的沖擊力,硬盤等高速旋轉(zhuǎn)的器件卻在此類沖擊下顯得十分脆弱。
  如果在硬盤中內(nèi)置3軸加速度傳感器,當(dāng)?shù)浒l(fā)生時,系統(tǒng)會檢測到加速的突然變化,并執(zhí)行相應(yīng)的自我保護(hù)操作,如關(guān)閉抗震性能差的電子或機(jī)械器件,讓磁頭復(fù)位,以減少硬盤的受損程度。
  3、消費產(chǎn)品中的創(chuàng)新應(yīng)用
  3軸加速度傳感器為傳統(tǒng)消費及手持電子設(shè)備實現(xiàn)了革命性的創(chuàng)新空間。其可被安裝在游戲機(jī)手柄上,作為用戶動作采集器來感知其手臂前后、左右,和上下等的移動動作,并在游戲中轉(zhuǎn)化為虛擬的場景動作如揮拳、揮球拍、跳躍、甩魚竿等,把過去單純的手指運動變成真正的肢體和身體的運動,實現(xiàn)比以往按鍵操作所不能實現(xiàn)的臨場游戲感和參與感。
  此外,3軸加速度傳感器還可用于電子計步器,人在走動的時候會產(chǎn)生一定規(guī)律性的振動,而加速度傳感器可以檢測振動的過零點,從而計算出人所走的步或跑步所走的步數(shù),從而計算出人所移動的位移。并且利用一定的公式可以計算出卡路里的消耗。
  為電子羅盤(3D Compass)提供補(bǔ)償功能,如果不帶傾斜校正的電子指南針,需要用戶水平放置。而利用加速度傳感器可以測量傾角的這一原理,可以對電子指南針的傾斜進(jìn)行補(bǔ)償。
  也可用于數(shù)碼相機(jī)的防抖,檢測手持設(shè)備的振動/晃動幅度,當(dāng)振動/晃動幅度過大時鎖住照相快門,使所拍攝的圖像永遠(yuǎn)是清晰的。
  3軸加速度傳感器的應(yīng)用范圍很廣, 還能用于手持設(shè)備的姿態(tài)識別和UI操作。例如借助3軸加速度傳感器,手持設(shè)備可實現(xiàn)畫面自動轉(zhuǎn)向。
  設(shè)備顯示的畫面和信息會根據(jù)用戶的動作而自動旋轉(zhuǎn)。其通過內(nèi)部傳感器對重力向量的方向檢測來確定設(shè)備處于水平或垂直狀態(tài),并自動調(diào)整顯示狀態(tài),給用戶帶來方便。
  4、趣味性擴(kuò)展功能
  3軸加速度傳感器對用戶操控動作的轉(zhuǎn)變還可轉(zhuǎn)化為許多趣味性的擴(kuò)展功能上,如虛擬樂器、虛擬骰子游戲,以及“閃訊”(Wave Message)等。
  虛擬樂器內(nèi)置的加速度傳感器可檢測用戶對手持設(shè)備的揮動來控制樂器的節(jié)奏和音量等;骰子游戲也采用類似的原理,通過對揮動等動作的感知來控制虛擬骰子的旋轉(zhuǎn)速度,并借助內(nèi)部數(shù)學(xué)模型抽象的物理定律決定其停止的時間。
  “閃訊”是一個更富有想象力的應(yīng)用,用戶可利用此功能在空中進(jìn)行文字編輯。“閃訊”即讓手持設(shè)備通過加速度傳感器捕捉用戶在空中模擬寫字的快速動作,主要適合較暗的環(huán)境下使用。手持設(shè)備上會安裝發(fā)光的LED,由于人眼視網(wǎng)膜的視覺暫留現(xiàn)象,其在空中揮動的動作會在其眼中留下短暫的連續(xù)畫面,完成寫字的所有動作筆順。
  隨著MEMS微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)在傳感器領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用,使得加速度傳感器的體積變得更加輕便、性能得到明顯提升。

三軸傳感器 原理:三軸加速度傳感器原理是什么,來看看吧!

在加速度傳感器中,存在一種三軸加速度傳感器,而它也是基于加速度的基本原理去實現(xiàn)工作的。在分析物體運動的時候,我們通常需要測出它在坐標(biāo)軸上的三個分量。利用三軸加速度傳感器,能夠?qū)崿F(xiàn)正負(fù)90度或雙軸0-360度的傾角。接下來,傳感愛好者就為大家詳細(xì)講解一下關(guān)于三軸加速度傳感器的原理,來看看吧!
三軸加速度傳感器原理
三軸加速度傳感器可以在預(yù)先不知道物體運動方向情況下,用三維加速度傳感器來檢測出加速度的信號,可以較為全面反映出物體在運動時表現(xiàn)出的特性。
現(xiàn)階段的三軸加速度傳感器大多采用壓阻式、壓電式和電容式工作原理,造成的加速度正比于電阻、電壓和電容的變化,通過對應(yīng)的放大和濾波電路進(jìn)行采集。這個和普通的加速度傳感器是基于同樣的基本原理,因此 在一定的技術(shù)上三個單軸就可以變成一個三軸。對于多數(shù)的傳感器應(yīng)用來看,兩軸的加速度傳感器已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用。可是有些方面的應(yīng)用還是集中在三軸加速度傳感器中例如在數(shù)采設(shè)備,昂貴資產(chǎn)監(jiān)測,碰撞監(jiān)測,測量建筑物振動,風(fēng)機(jī),風(fēng)力渦輪機(jī)和其他敏感的大型結(jié)構(gòu)振動。
三軸加速度傳感器優(yōu)點
三軸加速度傳感器可被用以移動手持電子設(shè)備,能夠安裝在游戲機(jī)的手柄上,用于實現(xiàn)游戲的模擬操控。
三軸加速度傳感器具有重量輕的特點,能夠測量空間加速度,能夠全面準(zhǔn)確反映物體的運動性質(zhì),在航空航天、機(jī)器人、汽車和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。
三軸加速度傳感器的優(yōu)勢就是在預(yù)先不知道物體運動方向的場合下,只能應(yīng)用三維加速度傳感器來檢測加速度信號。三維加速度傳感器具有重量輕和重量輕特點,能夠測量空間加速度,能夠全面準(zhǔn)確反映物體的運動性質(zhì)。
以上就是關(guān)于三軸加速度傳感器原理的介紹了,隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各類傳感器產(chǎn)品在各個領(lǐng)域中均出現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用。理解三軸加速度傳感器原理并不難,它本質(zhì)上也是屬于加速度傳感器的一種。在未來,三軸加速度傳感器也將朝向著輕便、靈活、實用的方向發(fā)展。
 三軸傳感器 原理:三軸力傳感器工作原理  第2張

三軸傳感器 原理:三軸加速度傳感器的類型、原理、特點和應(yīng)用

作者:廣州虹科電子科技
  三軸加速度傳感器是加速度傳感器中用來測量空間加速度的傳感器,即測量物體在空間中速度變化的快慢,三軸加速度傳感器與單軸、兩軸加速度傳感器在測量原理上沒有差別,他們的主要差別在于測量的維度不同,三軸加速度傳感器主要是將空間加速度在X、Y、Z三個軸上進(jìn)行分解,在一定的技術(shù)上三個單軸就可以變成一個三軸。
1. 三軸加速度傳感器的類型、原理與特點:
  根據(jù)加速度傳感器的實現(xiàn)原理,目前加速度傳感器主要的類型有:壓阻式、壓電式、電容式三種,他們是將待測量物體的加速度轉(zhuǎn)化為傳感單元的電阻/電壓/電容的變化,再通過轉(zhuǎn)換電路將傳感單元的變化數(shù)值轉(zhuǎn)化為電壓值,接著進(jìn)行信號相應(yīng)的放大以及濾波處理,將模擬量處理為合適的穩(wěn)定的輸出信號,此時輸出的信號為電壓值,最后通過ADC轉(zhuǎn)換器(模數(shù)轉(zhuǎn)換器),轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
  壓阻式加速度傳感器是電阻性,呈現(xiàn)低阻抗,具有頻率響應(yīng)特性好、測量方法易行、線性度好等優(yōu)點,其缺點是溫度效應(yīng)嚴(yán)重、靈敏度低;壓電式加速度傳感器是電容性的,高阻抗,它的優(yōu)點是頻帶寬、靈敏度高、訊噪比高、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠和重量輕等。缺點是某些壓電材料需要防潮措施,而且輸出的直流響應(yīng)差,需要采用高輸入阻抗電路或電荷放大器來克服這一缺陷;電容式傳感器的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強(qiáng)、動態(tài)響應(yīng)好、分辨率高、溫度穩(wěn)定性好、可實現(xiàn)非接觸測量、具有平均效應(yīng),缺點是輸出阻抗高,負(fù)載能力差。
  加速度傳感器根據(jù)輸出信號的不同,可分為:模擬式和數(shù)字式兩種,兩者的區(qū)別在于,模擬式輸出值為電壓,數(shù)字式輸出值為數(shù)字信號,在具體的應(yīng)用中模擬式傳感器還需要加入數(shù)模轉(zhuǎn)換器(ADC),但模擬式則已經(jīng)集成了ADC電路,可直接通過通訊接口(SPI、I2C等)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,在智能程度上數(shù)字式明顯優(yōu)于模擬式,但是高質(zhì)量的ADC轉(zhuǎn)換器價格昂貴甚至可能超出傳感器部分的售格。
  三軸加速度傳感器的特點是能夠在預(yù)先不知道物體運動方向的場合下,準(zhǔn)確且全面的測量出物體的空間加速度,并且體積小(常見的板尺寸在:3/4mm x 3/4/5mm不等),質(zhì)量輕。如下為三軸傳感器的一些常見參數(shù)介紹:
靈敏度:與ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)等級相關(guān),單位:mv/g(模擬式)或g(數(shù)字式),  g代表重力加速度9.8m/s2
解析度:表示了輸入?yún)?shù)的最小增量。
測量范圍:表示傳感器所能測量加速度的最大、最小值。
1. 三軸加速度傳感器的應(yīng)用:
2.1常見應(yīng)用領(lǐng)域【1】:
(1)汽車電子領(lǐng)域:
 以車身安全系統(tǒng)為例,當(dāng)車身受到撞擊時,沖擊傳感器會在幾微秒內(nèi)將信號發(fā)送至該電子控制器。隨后電子控制器會立即根據(jù)碰撞的強(qiáng)度、乘客數(shù)量及座椅/安全帶的位置等參數(shù),配合分布在整個車廂的傳感器傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和做出相應(yīng)評估,并在最短的時間內(nèi)通過電爆驅(qū)動器啟動安全氣囊保證乘客的生命安全。
(2)便攜式設(shè)備的抗沖擊防護(hù):
  便攜式設(shè)備由于其應(yīng)用場合的原因,經(jīng)常會意外跌落或受到碰撞,而造成對內(nèi)部元器件的巨大沖擊。當(dāng)?shù)浒l(fā)生時,系統(tǒng)會檢測到加速的突然變化,并執(zhí)行相應(yīng)的自我保護(hù)操作,如關(guān)閉抗震性能差的電子或機(jī)械器件,從而避免其受損,或發(fā)生硬盤磁頭損壞或刮傷盤片等可能造成數(shù)據(jù)永久丟失的情況。
(3)衛(wèi)星導(dǎo)航:
  當(dāng)進(jìn)入衛(wèi)星信號接收不良的區(qū)域或環(huán)境中就會因失去信號而喪失導(dǎo)航功能。基于MEMS技術(shù)的3軸加速度傳感器配合陀螺儀或電子羅盤等元件一起可創(chuàng)建方位推算系統(tǒng),對GPS系統(tǒng)實現(xiàn)互補(bǔ)性應(yīng)用。
(4)虛擬現(xiàn)實:
  例如AR/VR,游戲機(jī)手柄等,通過穿戴或手持的游戲裝備、手柄,傳感器同步感應(yīng)人體加速度,根據(jù)加速度分析人體的動作,進(jìn)而在游戲屏幕上同步呈現(xiàn)出相應(yīng)的游戲動作,一些體感游戲甚至能達(dá)到與戶外運動相同鍛煉的效果。
2.2具體應(yīng)用舉例:
2.2.1人體跌倒監(jiān)測系統(tǒng)【2】
  人體發(fā)生跌倒是指突發(fā)、不自主的、非故意的體位改變,一般只發(fā)生在短暫的一瞬間,在這瞬間人體的位置、速度和加速度都將發(fā)生瞬間的巨大變化,人體姿態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)變化,根據(jù)三軸加速度的數(shù)值可以計算出三個姿態(tài)角:“pitch俯仰角”,”roll左右偏側(cè)角”,”paw豎直方向轉(zhuǎn)角”,根據(jù)三個姿態(tài)角不僅可以判斷出人體是否跌倒還可以得到人體姿態(tài)的具體姿態(tài)。
  以人體質(zhì)點為原點,如圖1所示,假設(shè)人體正前方為X軸,正左為Y軸,正上方為Z軸;那么三個姿態(tài)角的定義分別為:
pitch: X軸與水平面的夾角,對應(yīng)人體向前向后的俯仰角,roll:Y軸與水平面的夾角,對應(yīng)人體向左向右的側(cè)偏角,paw: Z軸與豎直方向的夾角,對應(yīng)人體繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角,他們與重力在X,Y,Z,軸方向上的加速度的關(guān)系如下:圖1 :參考坐標(biāo)系
  根據(jù)人體跌倒與日常生活活動(ADL)中的姿態(tài)的區(qū)別來判斷跌倒是否產(chǎn)生,人體在跌倒時大部分是前后或側(cè)向跌倒,這兩跌倒都將分別導(dǎo)致Pitch和Roll在短時間內(nèi)發(fā)生大幅度抖動,yaw值則主要用來輔助計算人體的靜止姿態(tài)。考慮到MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))傳感器容易受到噪聲影響,還需要利用卡爾曼濾波算法對估算的傾斜角進(jìn)行優(yōu)化處理,部分消除噪聲對MEMS加速度傳感器測量值的影響,提高測量準(zhǔn)確性,圖2為其算法流程(流程圖來自參考文獻(xiàn)1):
圖2:人體跌倒系統(tǒng)算法流程圖
2.2.2 數(shù)字式三軸加速度傳感器在快速準(zhǔn)確監(jiān)測機(jī)械故障方面的應(yīng)用【3】
  振動頻率作為計算機(jī)械疲勞強(qiáng)度的重要指標(biāo),保存和評估各種類型的機(jī)器和驅(qū)動器的特征性振動,沖擊和振動參數(shù),有助于優(yōu)化機(jī)械傳動系統(tǒng)的效率,并為這些參數(shù)確定合適的目標(biāo)值和平均值。一方面,這可用于質(zhì)量記錄和性能參數(shù)的表示;另一方面,如果與預(yù)期的“良好”振動模式有偏差,則也可以在早期識別出即將發(fā)生的損壞。
  以MSR Electronics GmbH的MSR165微型數(shù)據(jù)記錄儀為例,僅有拇指大小的記錄器MSR165專門用于振動,沖擊和振動檢測的應(yīng)用。其核心傳感器元件是高分辨率的三軸數(shù)字加速度計。借助該電子設(shè)備和下游相應(yīng)的評估電子設(shè)備,強(qiáng)大的數(shù)據(jù)記錄儀能夠在三個空間軸(x,y,z)上每秒執(zhí)行1600次沖擊和振動測量,能夠記錄三個軸上的±15 g或±200 g的沖擊載荷和振動,MSR165還可以增加存儲卡擴(kuò)充模塊,其測量量可擴(kuò)充至10億個。
  MSR165微型數(shù)據(jù)記錄儀通過安裝在待測設(shè)備上,對設(shè)備工作過程中的振動數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄,然后將測量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到PC上的MSR PC軟件,對振動過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行評估,MSR微型數(shù)據(jù)記錄儀可在機(jī)械制造行業(yè)的所有領(lǐng)域中有針對性地使用,以檢測和記錄各種振蕩模式,振動或沖擊載荷,減少人為測量的誤差影響。對記錄的參數(shù)進(jìn)行評估有助于快速,經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行故障診斷以及隨后的機(jī)械或機(jī)電優(yōu)化。最終,可以實現(xiàn)顯著的時間和成本優(yōu)勢,尤其是在各種機(jī)器和驅(qū)動器的質(zhì)量和可靠性方面的優(yōu)勢。圖3為MSR PC軟件的數(shù)據(jù)評估圖。
圖3:MSR PC軟件的數(shù)據(jù)評估圖
  總結(jié):三軸加速度傳感器是一種能夠測量物體空間中的加速度的電子設(shè)備,根據(jù)傳感器實現(xiàn)原理的不同,可分為壓阻式、壓電式、電容式等類型,這些傳感器上的本質(zhì)原理都是通過傳感元件將物體加速度轉(zhuǎn)化為其他的物理量,如電阻、電壓、電容等,再通過轉(zhuǎn)化和濾波電路等將這些物理量轉(zhuǎn)化為合適的輸出信號。三軸加速度傳感器以其體積小,質(zhì)量輕等特點在諸多領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛,例如汽車電子、衛(wèi)星導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實、振動監(jiān)測等,這些具體應(yīng)用會涉及到許多額外的知識,需要足夠的了解加速度與應(yīng)用領(lǐng)域的物理量的轉(zhuǎn)換關(guān)系,并據(jù)此做出一套算法流程去實施。
參考文獻(xiàn):
[1]百度百科三軸加速度計/?fr=aladdin
[2]王榮,章韻,陳建新.基于三軸加速度傳感器的人體跌倒檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].計算機(jī)應(yīng)用,
2012,32(05):1450-1452+1456.
[3]Detecting machine trouble quickly and accurately SMM Schweizer , Maschinenmarkt magazine , July 2015 edition

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