旋转状态下动态倾角测量系统设计

2011-11-02 08:54:42来源: 互联网

0引 言

    基于MEMS加速度计的倾角测量模块具有体积小、质量轻、成本低、抗冲击、可靠性高等优点。对有加速度干扰下的倾角测量存在较大误差,本文围绕这一误差产生的来源和去除这种误差的方法进行了研究。

    旋转状态下的倾角测量属于有加速度干扰的动态倾斜角度测量的一种。在旋转参考系下,质量为m的物体受到指向旋转中心的连接物的牵引力,但却相对于该参考系静止,没有加速度,不符合牛顿第一定律。所以,相对于惯性系作匀速转动的参考系也是非惯性系,要在这种参考系中保持牛顿第二定律形式不变,在质点静止于此参考系的情况下,应引入离心惯性力,该力与旋转轴垂直。该状态下影响被测对象倾斜角度正确输出的加速度正是该力造成的。为了抵消这种在旋转状态下由于加速度引起的误差,本文介绍了5种不同的实现方案,并比较了各自的优缺点。

1动态倾角测量系统的构建

1.1 单轴/双轴加速度计和直流电机方案

    如图1所示,V1为双轴加速度计,V2为单轴加速度计。V1为直流电机的负载,通过控制算法使AY的输出值始终向-1.0gn无限靠近(与重力加速度同向),此时,与AY垂直的AX轴的输出刚好为向心加速度-a。V2的输出值为


    此方法最大的优点就在于理论上简单,易于理解,对数据处理算法要求不高。但这种方法由于使用电机驱动,会增大功耗;由于需要编写控制算法或使用专门的控制单元,会增大系统设计和调试的复杂性以及硬件开发成本,不易满足实时性要求,总体可行性不强。
1.2 2只单轴加速度计方案

    如图2所示,其中,V1与旋转中心的距离为R,V2与旋转中心的距离为R+r,V1与V2的敏感轴在同一直线上。静态测量时
AX=gsinθ

   

    当被测对象绕Y轴旋转时,产生与被测对象夹角为θ的水平面上的向心加速度,方向指向Y轴,大小为a=ω2T,此时,V1,V2两加速度计处的向心加速度的大小为

[1] [2] [3]

关键字:旋转状态  动态倾角测量

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/1102/article_3840.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
旋转状态
动态倾角测量

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved