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作為測量裝置的核心部件,加速度計的測量精度決定了整個測量裝置的性能指標,目前現(xiàn)行的重力儀均以加速度計作為實現(xiàn)基礎。加速度計的種類有很多,常見的包括液浮擺式加速度計、擺式陀螺積分加速度計、撓性加速度計、電磁加速度計、靜電加速度計、振梁式加速度計等。液浮擺式加速度計、撓性加速度計和懸絲支撐的單軸擺式加速度計作為已經(jīng)技術成熟的產(chǎn)品,仍將在相當長的時間內(nèi)繼續(xù)使用。要想提高其精度,今后發(fā)展方向重點在改進磁路、撓性鉸鏈和電子線路等方面。石英撓性加速度計核心的結構就是在裝配組里進行的,純手工打造,靠的是技能,拼的是手藝。在惡劣環(huán)境下,可長期工作,性能不變3.偏值小、偏值穩(wěn)定性高4.穩(wěn)定的輸出電壓標度因數(shù)5.有自檢測能力6.抗沖擊強度高。對于空間型號應用的加速度計,裝配要求更加嚴格,需要借助高倍顯微鏡,在2mm的狹小空間里完成清理、對正、焊接等所有工序。
石英撓性加速度計和角速度計數(shù)據(jù)的含義
石英撓性加速度計和角速度計數(shù)據(jù)的含義加速度計和角速度計數(shù)據(jù)的含義加速度計的三軸分量ACC_X,ACC_Y和ACC_Z是16位有符號整數(shù),分別代表設備在三個軸向上的加速度,取負值值加速度沿坐標軸為負,沿正值為正。三個加速度分量都是重力加速度g的倍數(shù),并且可以表示的加速度范圍,即放大率可以均勻設定,并且有四種可選的放大率:2g,4g,8g和16g。以ACC_X為例,如果放大率設置為2g(默認),則表示當ACC_X取-32768時,當前加速度是沿X軸正方向的重力加速度的2倍;如果設置為4g,則取值為-32768在X軸正方向上的重力加速度為4倍,依此類推。顯然,放大率越低,精度越高,放大率越高,范圍越大,根據(jù)具體應用設定。我們使用f來表示放大率,f=0是2g,f=3是16g,設置加速度放大率的代碼如下:以ACC_X為例,如果當前設置的加速度放大率是4g,那么ACC_X讀數(shù)轉換為加速度。公式為:,g可以取局部重力加速度。主要是掌握坐標系的概念,幾種描述方法的姿態(tài)角(歐拉角,四元數(shù),旋轉矩陣)。圍繞X,Y和Z的三個坐標軸旋轉的角速度計的角速度分量GYR_X,GYR_Y和GYR_Z是16位有符號整數(shù)。當從原點到旋轉軸的方向觀察時,在取正值時順時針旋轉,在取負值時順時針旋轉。
三個角速度分量均以度/秒為單位。可以表示的角速度范圍,即,可以均勻地設定放大率。有4種可選放大率:250度/秒,500度/秒,1000度/秒,2000度。度/秒。以GYR_X為例,如果放大率設置為250度/秒,則表示當GYR為正32768時,當前角速度為順時針250度/秒;如果設置為500度/秒,則當前角速度為32768.順時針500度/秒。MPU6050帶有一個數(shù)據(jù)處理子模塊DMP,它具有內(nèi)置的過濾算法。顯然,放大率越低,精度越高,放大率越高,范圍越大。我們使用f來表示放大率,f=0是250度/秒,f=3是2000度/秒,并且用于設置加速度放大率的代碼與2.1代碼相同,除了角速度覆蓋的地址寄存器是0x1B。
目前智能傳感器是國際上傳感器研究的熱點和前沿,國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)向微型化、集成化發(fā)展的主要瓶頸是我國IC與Mems技術產(chǎn)業(yè)鏈能力不足,不論是在技術素質、生產(chǎn)能力還是在生產(chǎn)規(guī)模方面與先進技術相比差距都比較大。大力開展智能傳感器研究是我國應采取的跨越式的發(fā)展思路,是占領未來信息技術制高點的戰(zhàn)略的關鍵措施,也是為了傳感器發(fā)展的趨勢。通俗點講就是,加速度計是用來測量重力矢量的,那么我把測量的機體坐標系的加速度轉換到參考坐標系去和當?shù)氐闹亓κ噶勘容^,差別不就是我轉換矩陣(DCM,即姿態(tài))的誤差么?同理磁強計是用來測量地磁矢量的,也可以用同樣的方法獲得姿態(tài)的誤差。利用這個思想再稍加處理,就是現(xiàn)在應用廣泛的Mahony互補濾波器。如果傳感器需要浮動,可以使用絕緣材料安裝,使其與待測物體或絕緣產(chǎn)品絕緣。
石英撓性加速度計按支承方式分類有寶石支承、撓性支承、氣浮、液浮、磁懸浮和靜電懸浮等;MPU6050是一款非常受歡迎的空間運動傳感器芯片,可捕獲當前的三個加速度分量和三個旋轉角速度。按測量系統(tǒng)的組成形式分類有開環(huán)式和閉環(huán)式;按工作原理分類有振弦式、振梁式和擺式積分陀螺加速度計等;按輸入軸數(shù)目分類,有單軸、雙軸和三軸加速度計;按傳感元件分類,有壓電式、壓阻式和電位器式等。通常綜合幾種不同分類法的特點來命名一種加速度計。加速度計是測量運載體線加速度的儀表。測量飛機過載的加速度計是較早獲得應用的飛機儀表之一。加速度計是關鍵的測量元件,有多種設計型式供選用。加速度計面世后作為重要的慣性儀表之一,用在慣性導航和慣性制導系統(tǒng)中,與海陸空天運載體的自動駕駛及高技術裝備的制導聯(lián)系在一起。