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關(guān)于加速度傳感器選型指南
來(lái)源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2014/7/8

  輸出型式

  這個(gè)是最先需要考慮的。這個(gè)取決于你系統(tǒng)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(duì)應(yīng)0g的加速度,2.6V對(duì)應(yīng)于0.5g的加速度。數(shù)字輸出一般使用脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)。
  
  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(jiǎn)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(lèi)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(shù)字輸入,比如BASIC Stamp,那你就只能選擇數(shù)字輸出的加速度傳感器了,但是問(wèn)題是你必須占用額外的一個(gè)時(shí)鐘單元用來(lái)處理PWM信號(hào),同時(shí)對(duì)處理器也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。
  

  測(cè)量軸數(shù)量

  對(duì)于多數(shù)項(xiàng)目來(lái)說(shuō),兩軸的加速度傳感器已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用了。對(duì)于某些特殊的應(yīng)用,比如UAV,ROV控制,三軸的加速度傳感器可能會(huì)適合一點(diǎn)。

  最大測(cè)量值

  如果你只要測(cè)量機(jī)器人相對(duì)于地面的傾角,那一個(gè)±1.5g加速度傳感器就足夠了。但是如果你需要測(cè)量機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能,±2g也應(yīng)該足夠了。要是你的機(jī)器人會(huì)有比如突然啟動(dòng)或者停止的情況出現(xiàn),那你需要一個(gè)±5g的傳感器。

  靈敏度

  一般來(lái)說(shuō),越靈敏越好。越靈敏的傳感器對(duì)一定范圍內(nèi)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(cè)量,從而獲得更精確的測(cè)量值。最小加速度測(cè)量值也稱最小分辨率,考慮到后級(jí)放大電路噪聲問(wèn)題,應(yīng)盡量遠(yuǎn)離最小可用值,以確保最佳信噪比。最大測(cè)量極限要考慮加速度計(jì)自身的非線性影響和后續(xù)儀器的最大輸出電壓,估算方法:最大被測(cè)加速度×傳感器的電荷 / 電壓靈敏度,以上數(shù)值是否超過(guò)配套儀器的最大輸入電荷 / 電壓值,建議如已知被測(cè)加速度范圍可在傳感器指標(biāo)中的“參考量程范圍”中選擇(兼顧頻響、重量),同時(shí),在頻響、重量允許的情況下,靈敏度可考慮高些,以提高后續(xù)儀器輸入信號(hào),提高信噪比。

  帶寬這里的帶寬實(shí)際上指的是刷新率。也就是說(shuō)每秒鐘,傳感器會(huì)產(chǎn)生多少次讀數(shù)。對(duì)于一般只要測(cè)量?jī)A角的應(yīng)用,50HZ的帶寬應(yīng)該足夠了,但是對(duì)于需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)性能,比如振動(dòng),你會(huì)需要一個(gè)具有上百HZ帶寬的傳感器。

  電阻/緩存機(jī)制

  對(duì)于有些微控制器來(lái)說(shuō),要進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)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(wú)法正常工作,所以建議在購(gòu)買(mǎi)傳感器前,仔細(xì)閱讀控制器手冊(cè),確保傳感器能夠正常工作。

  累積誤差

  加速度傳感器通過(guò)在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)測(cè)量一次加速度,然后根據(jù)以前累積下來(lái)的速度(包括速率和方向)和位置,計(jì)算前一段時(shí)間的總位移和終點(diǎn)速度。如此反復(fù)計(jì)算就可以得到結(jié)果。

  很明顯,取樣時(shí)間縮短,精度會(huì)提高。但這會(huì)受到一些技術(shù)限制,比如計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度跟不上;加速度傳感器本身存在響應(yīng)時(shí)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(shí)間長(zhǎng)了,總的精度就下降得很大。

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