加速度传感器与角速度传感的全面剖析

2015-06-30 1068

  加速度传感器:
  减速度传感器可以测量由地球引力作用或许物体运动所发生的减速度。只需要测量其中一个方向上的减速度 值,就可以计算出车倾角。比如使用X轴向上的减速度信号,车直立时,固定减速度器在X轴水平方向,此时输出 信号为零偏电压信号。当车发作倾斜时,重力减速度g便会在X轴方向形成减速度重量,从而引起该轴输出信号的 变化。
  但在实际车运行进程中,由于均衡车本身的运动所发生的减速度会发生很大的搅扰信号叠加在上述测量信号 上,使得输出信号无法准确反映真正的倾角。因此关于直立控制所需要的姿态信息不能完全由减速度传感器来取 得。
  角速度传感器:
  陀螺仪可以用来测量物体的旋转角速度。均衡车上安装陀螺仪,可以测量车倾斜的角速度,将角速度信号停 止积分处置便可以失掉车的倾角。
  谈到均衡我们就不得不说到陀螺仪,陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响 时,是不会改动的。人们依据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车其实也是 应用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力气。陀螺仪在任务时要给它一个力, 使它疾速旋转起来,一般能到达每分钟几十万转,可以任务很长时间。然后用多种办法读取轴所指示的方向,并 自动将数据信号传给控制系统。
  减速度和角速度两个传感器都无法独自取得静态状况下的准确,稳定的姿态,但是这两种传感用具有互补性 ,即减速度传感器,在静态状况下使用效果会好一些,陀螺仪在静态状况下使用,效果会好一些。此时,就需要 一种算法,来将这两种信号停止有效交融,才能获取准确的姿态信息。
  所以电动独轮均衡车主要通过控制器(智能芯片)、姿态传感器(陀螺仪)、执行器(电机)三部分来实现 均衡。当驾驶者倾斜身体时,姿态传感器输出相应姿态信息,控制器感知到这个信息后,命令电机向相应方向旋 转,姿态传感器按一定频率不停地测量车子姿态,并输出姿态息到控制器,控制器不停地调整电机的转动方向和 转速,这样就保持了一个静态的均衡。

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