基于加速度传感器的倾角测量文献综述
2020-05-23 16:23:52
文 献 综 述
一.倾角测量的现状及发展趋势
当前国内的倾角测量技术主要是利用新型SMR(开关整流器)敏感元件,将倾斜角度变化作为输入,通过SMR敏感元件转变为电信号输出,其中一类倾角测量选用电感测量传感器,其可以确定相对于固定外壳移动的物体的空间位置,从而实现倾角测量。另外一类是电磁式倾角传感器,由于其原理上的限制,其体积与测量精度之间存在矛盾,系统结构复杂,易受电磁干扰。
近几年来,有一些新的研究成果,实现了降低成本,提高精度,简化结构的目标。如采用差动电容传感器制作的数字式倾角测量仪,脱离了单片机而且不会出现非线性误差;或者利用液面自动安平原理,加上多次反射放大,实现高精度倾角测量。
测度测量技术是生产力与科学技术高速发展的必然产物,它广泛地应用于科研、工业等各领域当中,应用与发展相互促进,测量精度和准确度不断地提高满足了更多应用的需求。逐渐的,角度测量从静态测量向动态测量发展,从半自动化向自动化发展,与自动控制技术的结合越来越紧密,应用范围也越来越广泛。
在很多情况下,人们想确定物体相对于重力场是出于垂直位置还是水平位置。在很多国家,对起重机是有规定的,要求对其进行某种形式的倾斜监控,特别是对于运输人的设备。离轨车辆需要倾斜度信息以避免发生事故,或使某些重要部件保持一定的角度。一些车辆,如自倾斜火车,利用倾斜来补偿离心加速度。在这里,倾角仪用来帮助使用重力垂直于地面。光学仪器,如平面激光仪,经常需要处于水平或垂直位置。在学多情况下,需要测量两个相互垂直方向的倾斜度 [1-5] 。
在国内在生产生活的各个领域,倾角的测量已普遍存在。一般的测量方法是:以单片机为中心,系统在单片机的控制下进行数据采集、数据处理、温度补偿、控制和显示,并完成与PC机的通信等[1-7]。
二.倾角测量原理及角度计算方法
1.倾角测量原理
MMA7260Q用于倾角测量是最典型的应用之一,它以重力( )为输入矢量来决定物体在空间的姿态。把加速度传感器固定在物体的水平面上,当物体姿态改变时,加速度传感器的敏感轴随之转动一定角度,由于重力的作用,传感器敏感轴上的加速度会发生改变,因此可通过测量加速度的变化来反映物体姿态的变化。