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加速度傳感器和角度傳感器??

他們的工作原理,過程,技術(shù)參數(shù)等,越全面越好!
提問者:網(wǎng)友 2018-07-14
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什么是加速度傳感器? 加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過程中作用在物體上的力,就好比地球引力,也就是重力。加速力可以是個(gè)常量,比如g,也可以是變量。 圖1:ADXL 加速度傳感器 加速度傳感器一般用在哪里? 通過測量由于重力引起的加速度,你可以計(jì)算出設(shè)備相對于水平面的傾斜角度。通過分析動(dòng)態(tài)加速度,你可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式。但是剛開始的時(shí)候,你會(huì)發(fā)現(xiàn)光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是,現(xiàn)在工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。 加速度傳感器可以幫助你的機(jī)器人了解它現(xiàn)在身處的環(huán)境。是在爬山?還是在走下坡,摔倒了沒有?或者對于飛行類的機(jī)器人來說,對于控制姿態(tài)也是至關(guān)重要的。更要確保的是,你的機(jī)器人沒有帶著炸彈自己前往人群密集處。一個(gè)好的程序員能夠使用加速度傳感器來回答所有上述問題。加速度傳感器甚至可以用來分析發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)。 目前最新IBM Thinkpad手提電腦里就內(nèi)置了加速度傳感器,能夠動(dòng)態(tài)的監(jiān)測出筆記本在使用中的振動(dòng),并根據(jù)這些振動(dòng)數(shù)據(jù),系統(tǒng)會(huì)智能的選擇關(guān)閉硬盤還是讓其繼續(xù)運(yùn)行,這樣可以最大程度的保護(hù)由于振動(dòng),比如顛簸的工作環(huán)境,或者不小心摔了電腦做造成的硬盤損害,最大程度的保護(hù)里面的數(shù)據(jù)。另外一個(gè)用處就是目前用的數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)里,也有加速度傳感器,用來檢測拍攝時(shí)候的手部的振動(dòng),并根據(jù)這些振動(dòng),自動(dòng)調(diào)節(jié)相機(jī)的聚焦。 圖2:IBM Thinkpad 內(nèi)置的 Active protection 系統(tǒng)界面 加速度傳感器是如何工作的? 多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來工作的。 所謂的壓電效應(yīng)就是 "對于不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發(fā)生形變以外,還將改變晶體的極化狀態(tài),在晶體內(nèi)部建立電場,這種由于機(jī)械力作用使介質(zhì)發(fā)生極化的現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng) "。 圖3:壓電效應(yīng) 一般加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶體變形這個(gè)特性。由于這個(gè)變形會(huì)產(chǎn)生電壓,只要計(jì)算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系,就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。當(dāng)然,還有很多其它方法來制作加速度傳感器,比如電容效應(yīng),熱氣泡效應(yīng),光效應(yīng),但是其最基本的原理都是由于加速度產(chǎn)生某個(gè)介質(zhì)產(chǎn)生變形,通過測量其變形量并用相關(guān)電路轉(zhuǎn)化成電壓輸出。 在選購加速度傳感器的時(shí)候,需要考慮什么? 模擬輸出 vs 數(shù)字輸出: 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
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