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關于加速度傳感器選型指南
來源:賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2014/7/8

  輸出型式

  這個是最先需要考慮的。這個取決于你系統(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對應0g的加速度,2.6V對應于0.5g的加速度。數(shù)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(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(shù)量

  對于多數(shù)項目來說,兩軸的加速度傳感器已經能滿足多數(shù)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(tài)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(xiàn),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(xù)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(shù)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(xù)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(shù)。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(tài)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(jù)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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