如何選擇加速度傳感器,加速度傳感器都有哪些參數(shù)
加速度傳感器是可以測量加速度的傳感器。它通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和自適應(yīng)電路組成。在加速過程中,傳感器使用牛頓第二定律通過測量施加在質(zhì)量上的慣性力來獲得加速度值。根據(jù)傳感器的不同敏感元件,常見的加速度傳感器包括電容式、電感式、應(yīng)變式、壓阻式和壓電式。
加速度傳感器都有哪些參數(shù)?
1、輸出類型
這是首先要考慮的事情,這取決于系統(tǒng)和加速度傳感器之間的接口。通常,模擬輸出的電壓和加速度是成正比的,例如,2.5V對應(yīng)于0g的加速度,2.6V對應(yīng)于0.5g的加速度。數(shù)字輸出通常使用脈寬調(diào)制(PWM)信號。
如果您使用的微控制器只有數(shù)字輸入,那么您只能選擇具有數(shù)字輸出的加速度傳感器,但問題是您必須占用額外的時鐘單元來處理PWM信號,這可能會給處理器帶來負擔。
如果您使用的微控制器具有模擬輸入端口,例如 PIC/AVR/OOPIC,則只需將加速度傳感器與模擬接口一起使用即可。你所需要的只是在程序中添加一個類似“acceleration=read_adc()”的命令,處理這條指令的速度只有幾微秒。
2、測量軸數(shù)
對于大多數(shù)項目,兩軸加速度傳感器已經(jīng)足以滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。對于一些特殊應(yīng)用,如無人機、ROV控制,三軸加速度傳感器可能是合適的。
3、最大測量值
如果您只需要測量機器人相對于地面的傾角,那么±1.5g加速度傳感器就足夠了。如果您需要測量機器人的動態(tài)性能,±2g應(yīng)該足夠了。如果您的機器人突然啟動或停止,您需要一個±5g加速度傳感器。
4、靈敏度
一般來說,越敏感越好。傳感器越靈敏,對一定范圍內(nèi)的加速度變化越敏感,輸出電壓變化越大。這使得測量和獲得更準確的測量變得更加容易。
最小加速度測量值也稱為最小分辨率??紤]到后置放大器電路的噪聲問題,應(yīng)避免使用最小可用值,以確保最佳信噪比。最大測量限值必須考慮加速度傳感器本身的非線性效應(yīng)和后續(xù)儀器的最大輸出電壓。
5、帶寬
這里的帶寬實際上是指刷新率,這意味著傳感器每秒將產(chǎn)生多少讀數(shù)。對于通常測量傾角的應(yīng)用,50 Hz帶寬應(yīng)該足夠了,但為了檢測動態(tài)性能,例如振動,您將需要一個具有數(shù)百Hz帶寬的傳感器。
6、電阻/緩存機制
對于某些微控制器,要執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換,所連接傳感器的電阻必須小于10kΩ。例如,加速度傳感器的電阻值 為32kΩ,在PIC和AVR控制板上無法正常工作,因此建議在購買傳感器之前仔細閱讀手冊,以確保其能夠正常工作。
7、累積誤差
加速度傳感器測量一個周期的加速度,然后根據(jù)先前累積的速度(包括速度和方向)和位置計算前一個周期的總位移和終端速度。 Repeating such 計算可以得到結(jié)果。
顯然,采樣時間越短,精度越高。但這會受到一些技術(shù)限制,比如計算機操作的速度不夠快;加速度傳感器本身具有響應(yīng)時間等。此外,由于速度和位置始終是累積的,因此存在累積誤差,并且隨著時間的推移,整體精度大大降低。