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產品類別 > 振動,加速度傳感器 > 三軸加速度傳感器原理

三軸加速度傳感器原理

所屬品牌:美國DYTRAN振動,加速度傳感器 來源:深圳市現代豪方儀器儀表點擊:1720次發布時間:2017-11-12

三軸加速度傳感器原理


三軸加速度計它是基于加速度的基本原理去實現工作的。加速度是個空間矢量,一方面要準確了解物體的運動狀態,必須測得其三個坐標軸上的分量;另一方面,在預先不知道物體運動方向的場合下,只有應用三軸加速度傳感器來檢測加速度信號。


由于三軸加速度傳感器也是基于重力原理的,因此用三軸加速度傳感器可以實現雙軸正負90度或雙軸0-360度的傾角,通過校正后期精度要高于雙軸加速度傳感器大于測量角度為60度的情況。


如果芯片水平靜置,X、Y方向的重力分量為0g,而Z軸方向的重力分量為g。如下圖所示,X=0;Y=0 Z=g

三軸加速度傳感器原理
圖1 芯片水平靜置


如果各邊與水平方向有一些夾角,則其圖像如圖2所示,X軸方向的加速度大小為Ax,其與水平線的夾角為α1,與重力加速度的夾角α;同理,Y軸方向的加速度為Ay,與水平線的加速度為 β1,與重力加速度g的夾角為β;Z軸方向的加速度為Az,與水平線的加速度為 γ1,與重力加速度g的夾角為γ。

三軸加速度傳感器原理
圖2 各邊夾角


基于2中的夾角概念,它們的關系為α = 90度- α1, β = 90度- β1 , γ = 90度- γ1。


g在各軸方向上的分量為:Ax = gcosα, Ay = gcosβ , Az = gcosγ; 將3中數據代入得:Ax = gcosα = gcos(90度- α1) =gsinα1 , 同理 Ay = gsinβ1 , Az = gsin γ1.

三軸加速度傳感器原理
如圖3所示。


(其中各垂直虛線的大小為:g*g = Ax*Ax gcosα1*gcosα1, 則gcosα1 = squr(g*g - Ax*Ax) ,gcosβ1 =squr (g*g - Ay*Ay ),gcosγ1 =squr(g*g - Az*Az ))勾股定理和三角函數的應用.


其中 α1 、β1 、γ1分別是X、Y、Z軸和水平線的角速度值即弧度值(并不是我們所說的角度值),Ax 、Ay、Az是三個軸上的加速度值。


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