三軸傾角加速度計(jì)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用
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三軸傾角加速度計(jì)又名三軸加速度傳感器,市面上也叫無線傾角加速度計(jì),產(chǎn)品名稱很多,但是其結(jié)構(gòu)原理都是一樣的。傾角加速度計(jì)原理是通過測(cè)量給定直線軸向的彈簧上的力來檢測(cè)直線加速度和重力矢量。加速度計(jì)是一種出現(xiàn)在大批量應(yīng)用中的MEMS傳感器。因?yàn)槠鋵?duì)運(yùn)動(dòng)十分敏感的特性,現(xiàn)在在工程監(jiān)測(cè)上用的較多。
對(duì)于多數(shù)的傳感器應(yīng)用來看,兩軸的傾角加速度計(jì)已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用,但是有些方面的應(yīng)用還是集中在三軸加速度傳感器中例如在數(shù)采設(shè)備,貴重資產(chǎn)監(jiān)測(cè),碰撞監(jiān)測(cè),測(cè)量建筑物振動(dòng),風(fēng)機(jī),風(fēng)力渦輪機(jī)和其他敏感的大型結(jié)構(gòu)振動(dòng)。
目前的三軸傾角加速度計(jì)大多采用壓電式、壓阻式和電容式三種工作原理,產(chǎn)生的加速度于電阻、電壓和電容的變化成正比,所以一定的技術(shù)上來講三個(gè)單軸是可以變成一個(gè)三軸的。因?yàn)榧闪巳SMEMS加速度傳感器,磁偏角傳感器、定位模塊內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加速度和角度變化,可通過角度變化或加速度變化感知整體姿態(tài)變化。
在工程上應(yīng)用最多的還是用于監(jiān)測(cè)建筑物的振動(dòng)和一些大型解結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)。因?yàn)閮A角加速度計(jì)對(duì)運(yùn)動(dòng)十分敏感,在監(jiān)測(cè)應(yīng)用上會(huì)更適合。工程上的監(jiān)測(cè)需要高精度,所以對(duì)于一些微小的變化都要能捕捉記錄。
無線傾角加速度計(jì)的特點(diǎn)是能夠在預(yù)先不知道物體運(yùn)動(dòng)方向的場(chǎng)合下,準(zhǔn)確且全面的測(cè)量出物體的空間加速度,并且體積?。?00mm*100mm*60mm),質(zhì)量輕。安裝十分方便,并且一次可連續(xù)工作2年。鋁合金的材質(zhì)讓其在野外安全性更好,不會(huì)輕易被惡劣天氣所影響工作。
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- 三軸傾角加速度計(jì)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用
三軸傾角加速度計(jì)又名三軸加速度傳感器,市面上也叫無線傾角加速度計(jì),產(chǎn)品名稱很多,但是其結(jié)構(gòu)原理都是一樣的。傾角加速度計(jì)原理是通過測(cè)量給定直線軸向的彈簧上的力來檢測(cè)直線加速度和重力矢量。加速度計(jì)是一種出現(xiàn)在大批量應(yīng)用中的MEMS傳感器。因?yàn)槠鋵?duì)運(yùn)動(dòng)十分敏感的特性,現(xiàn)在在工程監(jiān)測(cè)上用的較多。
對(duì)于多數(shù)的傳感器應(yīng)用來看,兩軸的傾角加速度計(jì)已經(jīng)能滿足多數(shù)應(yīng)用,但是有些方面的應(yīng)用還是集中在三軸加速度傳感器中例如在數(shù)采設(shè)備,貴重資產(chǎn)監(jiān)測(cè),碰撞監(jiān)測(cè),測(cè)量建筑物振動(dòng),風(fēng)機(jī),風(fēng)力渦輪機(jī)和其他敏感的大型結(jié)構(gòu)振動(dòng)。
目前的三軸傾角加速度計(jì)大多采用壓電式、壓阻式和電容式三種工作原理,產(chǎn)生的加速度于電阻、電壓和電容的變化成正比,所以一定的技術(shù)上來講三個(gè)單軸是可以變成一個(gè)三軸的。因?yàn)榧闪巳SMEMS加速度傳感器,磁偏角傳感器、定位模塊內(nèi)部實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加速度和角度變化,可通過角度變化或加速度變化感知整體姿態(tài)變化。
在工程上應(yīng)用最多的還是用于監(jiān)測(cè)建筑物的振動(dòng)和一些大型解結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)。因?yàn)閮A角加速度計(jì)對(duì)運(yùn)動(dòng)十分敏感,在監(jiān)測(cè)應(yīng)用上會(huì)更適合。工程上的監(jiān)測(cè)需要高精度,所以對(duì)于一些微小的變化都要能捕捉記錄。
無線傾角加速度計(jì)的特點(diǎn)是能夠在預(yù)先不知道物體運(yùn)動(dòng)方向的場(chǎng)合下,準(zhǔn)確且全面的測(cè)量出物體的空間加速度,并且體積小(100mm*100mm*60mm),質(zhì)量輕。安裝十分方便,并且一次可連續(xù)工作2年。鋁合金的材質(zhì)讓其在野外安全性更好,不會(huì)輕易被惡劣天氣所影響工作。
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傾斜振動(dòng)監(jiān)測(cè)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)領(lǐng)域中需要用到一種專業(yè)的監(jiān)測(cè)儀器:無線傾角加速度計(jì)。一種集無線通信、數(shù)據(jù)采集、自我供電防護(hù)于一體的三軸傾角振動(dòng)傳感器,主要功能就是對(duì)建筑物和大型結(jié)構(gòu)物進(jìn)行傾斜和振動(dòng)的監(jiān)測(cè)。
傾斜和振動(dòng)原本是兩個(gè)不同的監(jiān)測(cè)屬性,可以用兩種不同的儀器來監(jiān)測(cè),但是無線傾角加速度計(jì)可以同時(shí)監(jiān)測(cè)傾斜和振動(dòng)。而且因?yàn)槿S的無線傾角加速度計(jì)對(duì)于物體發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)的反應(yīng)十分靈敏,所以在針對(duì)一些肉眼無法察覺到的傾斜和振動(dòng)變化時(shí),優(yōu)勢(shì)就會(huì)很明顯。能夠精確的抓住每一次細(xì)微的運(yùn)動(dòng)變化軌跡,并且分析數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)換得到可視化的傾斜振動(dòng)數(shù)據(jù)。
以兩輪平衡小車為例,當(dāng)檢測(cè)到傾角存在時(shí)要控制小車以一定的加速度運(yùn)動(dòng),才能維持平衡而不至于倒下。因此傾角的測(cè)量成為控制小車直立的關(guān)鍵。而在實(shí)際小車運(yùn)動(dòng)過程中,由于小車本身的運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的加速度會(huì)產(chǎn)生很大的干擾信號(hào)疊加在上述測(cè)量信號(hào)上,使得輸出信號(hào)無法準(zhǔn)確反映車模的傾角。
小車運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加速度使得輸出電壓在實(shí)際傾角電壓附近波動(dòng),雖然可以通過數(shù)據(jù)平滑濾波將其濾除。但是平滑濾波也會(huì)使得信號(hào)無法實(shí)時(shí)反映小車傾角的變化,從而減慢對(duì)于車輪的控制,使得小車無法保持平衡,這種情況就需要結(jié)合使用陀螺儀來測(cè)量。而在其他要求不高的情況下則可以對(duì)原始加速度信號(hào)進(jìn)行處理,移除信號(hào)中的高頻成分,因此一定程度的交流分量也是可以接受的。
使用3軸數(shù)據(jù)計(jì)算傾角
假設(shè)傳感器的X軸與水平面xy之間的夾角為α(稱為俯仰角,pitch),Y軸與水平面間的夾角為β(稱為滾轉(zhuǎn)角,roll),Z軸與重力方向夾角為γ。重力加速度在XYZ三個(gè)軸上的投影即為三個(gè)軸傳感器的讀數(shù),因此可計(jì)算出
根據(jù)三個(gè)軸加速度的矢量和等于重力加速度,即:
可以推導(dǎo)出計(jì)算三個(gè)角度的另一種表達(dá)式:
- 傾角傳感器 和 加速度計(jì)的區(qū)別?
- 加速度計(jì)受外力影響很大 , 需要陀螺儀補(bǔ)償 ,像什么SCA1900之類的傾角傳感器受外力影響大嗎 , 兩者區(qū)別在哪??
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Gamry電化學(xué)系列講座是Gamry木蟲講堂的重溫與延續(xù)!講座涉及電化學(xué)原理、測(cè)試技術(shù)、各領(lǐng)域應(yīng)用等多個(gè)方面,由Gamry技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)的電化學(xué)專家傾力打造!歡迎各位老師、同學(xué)與我們交流,大家相互學(xué)習(xí),共同提高。
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- 流動(dòng)分析儀的特點(diǎn)及實(shí)踐應(yīng)用
流動(dòng)分析儀分有連續(xù)流動(dòng)分析儀和間隔流動(dòng)分析儀,是一種管道化的流動(dòng)分析法。
它的設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單,采用的管道大多由聚乙烯、聚四氟乙烯等材料制成的,具有良好的耐腐蝕性。
由于流動(dòng)分析去除了繁瑣的流程,還能連續(xù)自動(dòng)分析,工作人員操作中也更簡便,分析速度更快,節(jié)省了人力資源。
氣泡間隔技術(shù)降低了樣品之間的交叉污染,反應(yīng)過程靈敏,分析頻率高,精密度更高。
流動(dòng)分析儀只需要很少的試劑就可以準(zhǔn)確分析,節(jié)省試劑和費(fèi)用,對(duì)環(huán)境更友好。
它的應(yīng)用范圍很廣,在YL衛(wèi)生、農(nóng)業(yè)礦產(chǎn)、化學(xué)分析、環(huán)境分析等方面發(fā)揮著重大作用??煞治霾煌愋偷乃ǖ乇硭?、地下水、廢水、海洋水等),分析酒水飲料等食品,幫助監(jiān)測(cè)食品安全,分析土壤植物,幫助保護(hù)自然環(huán)境等等。
- 臺(tái)階儀的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)
臺(tái)階儀屬于接觸式表面形貌測(cè)量儀器 。根據(jù)使用傳感器的不同,接觸式臺(tái)階測(cè)量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。
產(chǎn)品特點(diǎn):
·操作簡易,從研發(fā)到質(zhì)量控制都有更好的過程控制。
·能夠在微電子,半導(dǎo)體,太陽能、超高亮度發(fā)光二極管(LED)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等行業(yè)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)表面形貌測(cè)量。
·測(cè)量精度較高、量程大、測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好
·可以作為其它形貌測(cè)量技術(shù)的比對(duì)
主要應(yīng)用范圍:
·大學(xué)、研究實(shí)驗(yàn)室和研究所
·半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體
·LED:發(fā)光二極管·太陽能
·MEMS:微機(jī)電系統(tǒng)
·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
·汽車
·醫(yī)療設(shè)備布魯克DektakXT臺(tái)階儀(探針式表面輪廓儀)是一項(xiàng)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì),可以提供無與倫比的重現(xiàn)性,重現(xiàn)性低于4A。臺(tái)階儀這項(xiàng)性能的提高達(dá)到了過去四十年 Dektak 技術(shù)創(chuàng)新的頂峰,更加鞏固了其行業(yè)領(lǐng)先地位。通過整合其行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品,DektakXT實(shí)現(xiàn)了最高性能。
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- 臺(tái)階儀的應(yīng)用范圍及特點(diǎn)
臺(tái)階儀屬于接觸式表面形貌測(cè)量儀器 。根據(jù)使用傳感器的不同,接觸式臺(tái)階測(cè)量可以分為電感式、壓電式和光電式3種。
產(chǎn)品特點(diǎn):
·操作簡易,從研發(fā)到質(zhì)量控制都有更好的過程控制。
·能夠在微電子,半導(dǎo)體,太陽能、超高亮度發(fā)光二極管(LED)、醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等行業(yè)實(shí)現(xiàn)納米級(jí)表面形貌測(cè)量。
·測(cè)量精度較高、量程大、測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠、重復(fù)性好
·可以作為其它形貌測(cè)量技術(shù)的比對(duì)
主要應(yīng)用范圍:
·大學(xué)、研究實(shí)驗(yàn)室和研究所
·半導(dǎo)體和化合物半導(dǎo)體
·LED:發(fā)光二極管·太陽能
·MEMS:微機(jī)電系統(tǒng)
·數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
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·醫(yī)療設(shè)備布魯克DektakXT臺(tái)階儀(探針式表面輪廓儀)是一項(xiàng)創(chuàng)新性的設(shè)計(jì),可以提供無與倫比的重現(xiàn)性,重現(xiàn)性低于4A。臺(tái)階儀這項(xiàng)性能的提高達(dá)到了過去四十年 Dektak 技術(shù)創(chuàng)新的頂峰,更加鞏固了其行業(yè)領(lǐng)先地位。通過整合其行業(yè)領(lǐng)先產(chǎn)品,DektakXT實(shí)現(xiàn)了高性能。
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