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類型分類:
科普知識
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加速度傳感器

關于加速度傳感器選型指南

發布日期:2022-10-09 點擊率:93

  輸出型式

  這個是最先需要考慮的。這個取決于你系統中和加速度傳感器之間的接口。一般模擬輸出的電壓和加速度是成比例的,比如2.5V對應0g的加速度,2.6V對應于0.5g的加速度。數字輸出一般使用脈寬調制(PWM)信號。
  
  如果你使用的微控制器有模擬輸入口,比如PIC/AVR/OOPIC,你可以非常簡單的使用模擬接口的加速度傳感器,所需要的就是在程序里加入一句類似"acceleration=read_adc()"的指令,而且處理此指令的速度只要幾微秒。

  如果你使用的微控制器只有數字輸入,比如BASIC Stamp,那你就只能選擇數字輸出的加速度傳感器了,但是問題是你必須占用額外的一個時鐘單元用來處理PWM信號,同時對處理器也是一個不小的負擔。
  

  測量軸數量

  對于多數項目來說,兩軸的加速度傳感器已經能滿足多數應用了。對于某些特殊的應用,比如UAV,ROV控制,三軸的加速度傳感器可能會適合一點。

  最大測量值

  如果你只要測量機器人相對于地面的傾角,那一個±1.5g加速度傳感器就足夠了。但是如果你需要測量機器人的動態性能,±2g也應該足夠了。要是你的機器人會有比如突然啟動或者停止的情況出現,那你需要一個±5g的傳感器。

  靈敏度

  一般來說,越靈敏越好。越靈敏的傳感器對一定范圍內的加速度變化更敏感,輸出電壓的變化也越大,這樣就比較容易測量,從而獲得更精確的測量值。最小加速度測量值也稱最小分辨率,考慮到后級放大電路噪聲問題,應盡量遠離最小可用值,以確保最佳信噪比。最大測量極限要考慮加速度計自身的非線性影響和后續儀器的最大輸出電壓,估算方法:最大被測加速度×傳感器的電荷 / 電壓靈敏度,以上數值是否超過配套儀器的最大輸入電荷 / 電壓值,建議如已知被測加速度范圍可在傳感器指標中的“參考量程范圍”中選擇(兼顧頻響、重量),同時,在頻響、重量允許的情況下,靈敏度可考慮高些,以提高后續儀器輸入信號,提高信噪比。

  帶寬這里的帶寬實際上指的是刷新率。也就是說每秒鐘,傳感器會產生多少次讀數。對于一般只要測量傾角的應用,50HZ的帶寬應該足夠了,但是對于需要進行動態性能,比如振動,你會需要一個具有上百HZ帶寬的傳感器。

  電阻/緩存機制

  對于有些微控制器來說,要進行A/D轉化,其連接的傳感器阻值必須小于10kΩ。比如加速度傳感器的阻值為32kΩ,在PIC和AVR控制板上無法正常工作,所以建議在購買傳感器前,仔細閱讀控制器手冊,確保傳感器能夠正常工作。

  累積誤差

  加速度傳感器通過在一個時間段內測量一次加速度,然后根據以前累積下來的速度(包括速率和方向)和位置,計算前一段時間的總位移和終點速度。如此反復計算就可以得到結果。

  很明顯,取樣時間縮短,精度會提高。但這會受到一些技術限制,比如計算機運算速度跟不上;加速度傳感器本身存在響應時間等等。此外,由于速度和位置總是累加的,這就存在累積誤差,時間長了,總的精度就下降得很大。

  

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