MEMS三轴加速度传感器的量产用校准设备
举例说明mems的应用及例中mems器件的原理
举例说明mems的应用及例中mems器件的原理MEMS(微机电系统)是一种将微型机械结构与电子技术相结合的技术,它可以将传感器、执行器和其他微型器件集成在一起,以实现各种应用。
下面将以几个常见的MEMS应用为例,详细介绍其原理。
1.加速度计加速度计是一种测量物体加速度的传感器,广泛应用于智能手机、游戏手柄、汽车安全气囊等设备中。
MEMS加速度计通常由一个微型质量块和一对微型弹簧组成。
当被测试物体加速度改变时,质量块会移动,并产生微小的尺寸变化。
这种变化可以通过电容或压阻传感器来检测,从而得到加速度的值。
2.陀螺仪陀螺仪是用于测量物体角速度的传感器,常见于飞行器、导航设备等应用中。
MEMS陀螺仪通常由两个共面的振动器组成。
当物体发生旋转时,由于科里奥利力的作用,振动器之间会产生微小的力。
这种力会导致振动器的位移,通过检测振动器的位移变化,可以得到物体的角速度。
3.压力传感器压力传感器用于测量气体或液体的压力,广泛应用于医疗设备、工业自动化等领域。
MEMS压力传感器通常由一个微型薄膜和一个微型腔室组成。
当受到外部压力时,微型薄膜会发生微小的弯曲变形。
通过检测薄膜的变形,可以得到压力的值。
4.振动传感器振动传感器用于测量物体的振动或震动,常见于汽车、建筑结构监测等领域。
MEMS振动传感器通常由一个微型质量块和一个微型弹簧组成,类似于加速度计的结构。
当物体振动时,质量块会受到振动力的作用,从而产生微小的尺寸变化。
这种变化可以通过电容或压阻传感器来检测,从而得到振动的值。
总结起来,MEMS器件的原理都是基于微小的物理变化或力的作用。
通过将微型机械结构和电子技术相结合,可以实现对这种变化或力的检测和测量,从而得到各种物理量的值。
这种集成化的设计使得MEMS器件具有体积小、功耗低、响应速度快、成本低等优点,因此在越来越多的应用中得到了广泛的应用。
icm-40607标定
icm-40607标定
ICM-40607是一种MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems)型号,通常用于测量和检测运动、加速度和角速度等参数。
标定(calibration)是确保传感器输出的准确性和精度的过程。
以下是对ICM-40607的标定的一般步骤:
1.确定标定参数:确定需要标定的参数,例如加速度、角速度等。
具体的标定参数取决于应用和传感器的使用情境。
2.准备标定设备:准备一个已知准确度的标定设备,该设备应该
能够提供已知的加速度或角速度值。
这可能包括旋转平台、振
动台或其他专门的标定设备。
3.安装ICM-40607:将ICM-40607传感器安装到标定设备上,
确保传感器与标定设备的坐标系对齐。
4.采集数据:在标定设备上进行一系列的运动,同时记录ICM-
40607传感器的输出数据。
这包括加速度和角速度的数据。
5.数据处理:使用采集到的数据进行数据处理,计算传感器的误
差、偏差和灵敏度等参数。
6.调整传感器参数:根据数据处理的结果,调整ICM-40607的
内部参数,使其输出更加准确。
7.验证和重复:验证标定后的传感器输出,如果需要,可以重复
标定过程以提高准确性。
请注意,具体的ICM-40607标定步骤可能因制造商的建议、设备使用环境以及应用需求而有所不同。
因此,建议参考相关的ICM-
40607传感器的技术文档和制造商提供的标定指南,以确保正确和有效地进行标定。
东方微电 DF-AS-100系列姿态传感器 产品说明书
产品说明书Product description 东方微电科技(武汉)有限公司2020.11.24DF-AS-100系列姿态传感器由MEMS 三轴陀螺仪,三轴加速度计,三轴磁传感器等硬件构成。
通过卡尔曼滤波算法和硬磁,软磁倾角补偿算法及多传感器融合算法,可实现俯仰角,横滚角,偏航角等功能计算。
确保系统在严苛的环境下依然能优异得进行姿态测量等功能。
DF-AS-100系列姿态传感器具有精度高、频响快、重复性好、功耗低、体积小等优点,可以广泛应用于航空、航天、航海、水中兵器、石油钻井、车辆导航、姿态系统等需要自主测量三维姿态的产品设备。
DF-AS-100系列采用高性能的微处理器和先进的动力学解算与卡尔曼动态滤波算法,能够快速测量精度。
模块内部集成了姿态解算器,配合动态卡尔曼滤波算法,能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态,稳定性极高。
模块内部自带电压稳定电路。
姿态测量稳定度:0.3°(RMS )横滚,俯仰角分辨率:0.01°横滚,俯仰角精度:0.2°(RMS )俯仰角测量范围:±85°,横滚角测量范围0°~360°磁参考航向角精度:0.3°(RMS )带硬磁、软磁及倾角补偿量程:加速度:±16g ,角速度:±2000°/s 。
输出DF-AS-100DF-AS-101DF-AS-103DF-EC-100DF-EC-101角速度,加速度√磁场强度横滚角,俯仰角√无参考航向角√磁参数航向角位置,速度√姿态性能姿态航向参数航向精度≤0.3°(RMS )分辨率0.01°重复性0.1°姿态倾斜参数俯仰精度0.2°俯仰倾斜范围±85°横滚精度0.2°东方微电科技(武汉)有限公司主要特性性能指标◒校准前提(1)测试姿态传感器精度达不到要求;(2)姿态传感器安装环境有磁场干扰。
MEMS加速度传感器
MEMS加速度传感器一.有关MEMS与MEMS传感器MEMS是微机电系统的缩写。
MEMS主要包括微型机构、微型传感器、微型执行器和相应的处理电路等几部分,它是在融合多种微细加工技术,并应用现代信息技术的最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。
MEMS技术的发展开辟了一个全新的技术领域和产业,采用MEMS技术制作的微传感器、微执行器、微型构件、微机械光学器件、真空微电子器件、电力电子器件等在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们所接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。
目前,全世界有大约600余家单位从事MEMS的研制和生产工作,已研制出包括微型压力传感器、加速度传感器、微喷墨打印头、数字微镜显示器在内的几百种产品,其中微传感器占相当大的比例。
微传感器是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。
与传统的传感器相比,它具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、可靠性高、适于批量化生产、易于集成和实现智能化的特点。
同时,在微米量级的特征尺寸使得它可以完成某些传统机械传感器所不能实现的功能。
本文概述MEMS为加速度传感器的类型、工作原理、性能、应用和发展方向。
重点介绍一下电容式MEMS加速度传感器和MEMS传感器的应用二.MEMS微加速度传感器的原理MEMS技术所制造的加速度传感器根据原理分类有压阻式加速度传感器、压电式加速度传感器、电容式加速度传感器、热电偶式加速度传感器、谐振式加速度传感器、光波导加速度传感器,其中应用最广泛、受关注程度最高的是电容式加速度传感器。
传统加速度传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。
由于这个变形会产生电压,只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系,就可以将加速度转化成电压输出。
2.1压阻式加速度传感器压阻式加速度传感器是最早开发的一种。
其原理为外力作用下,单晶硅材料发生微小形变,原子内部电子能级发生变化,从而产生剧烈电阻率的变化,从而改变输出电信号,也就是压阻效应。
三轴(XYZ)MEMS陀螺仪
三轴(X/Y/Z)MEMS陀螺仪概述InvenSense的三轴陀螺仪为全球首例单芯片、以数字输出的三轴MEMS产品,专门为消费性应用产品设计。
本公司三轴产品的特征包含,可将陀螺仪的输出数字化的三个16-bit模拟数字转换器(ADC)、高达±2000°/秒(dps)的全格感测范围(full-scale range)、可程序化的低通滤波器、I2C或SPI序列界面(serial interface)、低电压操作(2.1V到3.6V),以及4x4x0.9mm的QFN包装。
此系列产品包含ITG-3050与MPU-3050。
本公司三轴产品会将过滤后的陀螺仪数据传达至序列通信总线(serial communications bus)。
ITG-3050仅支援输出原始三轴陀螺仪数据。
ITG-3050有第二个I2C主要感测总线(master sensor bus),提供可直接升级至MPU系列产品的路径,使其能与InvenSense的软件解决方案结合。
MPU产品特征有内建之数字运动感测处理(DMP:Digital Motion Processor)硬件加速引擎、最低512 byte的FIFO,以及含可连接至其他厂牌数字加速器的第二个I2C主要感测总线(sensor bus),感测线性与旋转动作,提供完整的六轴融合演算数据。
内建的FIFO与感测总线(sensor bus),可缩短系统运算时间,降低系统耗电量。
当FIFO使系统微处理器实时读取感测数据并进入休眠状态的同时,专用感测总线,让产品不须另外连接处理器,就可直接从外接的加速器取得数据,使MPU读取更多资料。
因应现今多功能手机,三轴的MPU-3050可为如游戏与在地服务等常见的应用,提供精确的1:1真实动作追踪功能。
另外,32-bit的DMP引擎,支持进阶人机界面(UI:User Interface)功能,启动如空中签字(AirSign)的签名验证、随意触控(TouchAnywhere)的应用与导航控制、动作指令(MotionCommand)的手势快捷方式等,利用手势或使用文字辨识等的应用。
MEMS加速度计的振动校正是如何发生的,并讨论各种测量此参数的技术
MEMS加速度计的振动校正是如何发生的,并讨论各种测量此参数的技术高性能MEMS加速度计为各种集成惯性测量的应用提供低成本解决方案。
具体例子包括:导航和AHRS系统,用于机器健康状况检测的振动监控,基础设施的结构健康状况监控,以及用于平台稳定、井下定向钻探的倾斜监控、施工行业平路机和勘测设备的调平、吊车稳定系统吊杆倾角测量的高精度倾角计。
在大多数此类例子中,加速度计会经受不同幅度的振动。
这些应用的另一个不同方面是振动的频率成分。
振动与传感器和系统误差源相结合可能导致振动校正,这是高性能加速度计的一个重要指标。
本文说明MEMS加速度计中的振动校正是如何发生的,并讨论各种测量此参数的技术。
作为案例研究,本文会讨论低噪声、低功耗加速度计ADXL355的振动校正。
低振动校正误差以及所有其他特性,使这款器件成为上述精密应用的理想之选。
振动校正的来源振动校正误差(VRE)是加速度计对交流振动(被整流为直流)的响应,表现为加速度计失调的异常偏移。
在倾角计等应用中,这是一个重大误差源,因为加速度计的直流输出是目标信号,失调的任何改变都可能被错误地解读为倾角变化,导致误差一路向下传递,从而引起安全系统误触发、平台稳定或钻桅对准机制过度补偿等。
VRE高度依赖于加速度计所经受的振动特性曲线,不同应用施加于加速度计的振动模式会不同,因而VRE可能不同。
振动校正有多种发生机制,本文讨论其中的两种。
非对称轨第一种机制是非对称轨。
重力产生一个静态加速度场,当加速度计敏感轴竖直对齐时,其测量范围会有一个偏移。
2g满量程范围的传感器与重力加速度对齐时,将只能测量1 g峰值振动,否则响应会被削波。
超过1 g的对称激励信号的平均值将不为零,原因是在经受额外1 g加速度的方向上,电平会被削波。
图1中,一个激励振动信号施加于2 g满量程传感器上。
当振动为0.3 g rms(300到600样本之间)时,失调没有可观测的偏移。
然而,当振动为1 g rms(600到1000样本之间)时,VRE约为–100 mg。
三轴加速度数据处理方法
三轴加速度数据处理方法三轴加速度数据处理方法是通过对三轴加速度数据进行采集、预处理、滤波、特征提取等一系列处理,从而得到有效的加速度信息。
本文将介绍三轴加速度数据处理的一般步骤和方法,帮助读者更好地理解和应用。
一、采集数据首先,需要通过合适的传感器采集三轴加速度数据。
传感器可以是加速度计或者惯性测量单元(IMU)。
通过传感器可以获得物体在X、Y和Z方向上的加速度数据。
采集到的原始数据往往包含噪声和离群点,为了准确分析和提取加速度信息,需要对数据进行预处理。
预处理包括以下几个步骤:1. 数据去噪:采用滑动窗口平均、中值滤波等方法去除噪声。
2. 数据校正:校正因传感器误差而引入的偏移和尺度问题,通常使用校正公式或者标定方法进行校准。
3. 数据对齐:将不同传感器采集的数据对齐到统一的时间轴上,以便后续分析。
滤波是为了去除高频噪声和不必要的波动,保留有用的加速度信号。
常见的滤波方法包括:1. 低通滤波器:去除高频噪声,保留低频信号。
常用的低通滤波器有巴特沃斯滤波器、无限脉冲响应(IIR)滤波器等。
2. 高通滤波器:去除低频干扰,保留高频信号。
常用的高通滤波器有巴特沃斯滤波器、有限脉冲响应(FIR)滤波器等。
四、特征提取特征提取是从加速度数据中提取有用信息的关键步骤。
通过特征提取可以获得加速度数据的统计特性和模式,进而用于识别和分析。
常用的特征提取方法包括:1. 统计特征:如均值、方差、标准差等,可以反映加速度数据的集中趋势和离散程度。
2. 频域特征:通过对加速度数据进行傅里叶变换,获取频域信息,如能量谱密度、主频等,可以用于分析振动信号。
3. 时域特征:通过对加速度数据进行时间序列分析,提取波形特征,如峰值、波峰间隔、波形形状等,可以用于识别运动模式。
五、应用举例以下是一些三轴加速度数据处理方法在实际应用中的举例:1. 运动监测:通过分析加速度数据中的频域特征和时域特征,可以实现对人体运动状态的监测,如步态分析、睡眠检测等。
数字式加速度传感器adxl345的原理及应用
数字式加速度传感器adxl345的原理及应用一、引言加速度传感器是一种常见的传感器,在物体运动监测、姿态控制、安全系统等领域有着广泛的应用。
其中,数字式加速度传感器adxl345是一种常用的传感器,本文将介绍其原理和应用。
二、原理adxl345采用了微机电系统(MEMS)技术,可以实现三轴加速度的测量。
其工作原理如下:1.结构 adxl345传感器内部包含了一个微型加速度感应器和一个ADC(模数转换器)。
微型加速度感应器由微小的质量块和微小的弹簧构成,质量块会随物体的加速度而发生微小位移,弹簧会将位移转化为电信号输出。
ADC 将电信号转化为数字信号,并通过接口输出给外部设备。
2.加速度测量 adxl345可以通过轴向振动来实现加速度测量。
当感应器受到外部加速度作用时,质量块会发生位移,弹簧会产生拉力,拉力的大小与加速度成正比。
通过测量拉力的大小,可以确定加速度的大小。
3.数字信号处理 ADC将感应到的模拟信号转化为数字信号,并通过SPI或I2C接口输出给外部设备。
外部设备可以通过读取这些数字信号,获取加速度的数值。
三、应用adxl345传感器在多个领域都有广泛的应用,以下列举了其中几个常见的应用场景:1.运动监测不论是运动追踪手环、健身监测器还是智能手表,adxl345都可以用于监测人体运动。
通过测量加速度,可以知晓用户的步数、距离、速度等信息。
2.姿态控制 adxl345可以用于监测物体的姿态,例如飞行器的水平和垂直控制。
通过监测加速度变化,可以调整飞行器的姿态,实现精确控制。
3.安全系统 adxl345在安全系统中也有重要应用,例如汽车的碰撞检测系统。
通过监测车辆的加速度变化,可以判断是否发生碰撞,并触发相应的安全措施,保护乘客的生命安全。
四、优缺点adxl345作为一种数字式加速度传感器,具有以下优点:•高精度:adxl345采用了MEMS技术,具有很高的测量精度。
•数字信号输出:传感器输出数字信号,方便与其他设备进行通信和处理。
基于MEMS加速度传感器MPU-6050的滑坡检测系统设计
第44卷第2期2021年2月煤炭与化工Coal and Chemical IndustryVol.44No.2Feb.2021化工环保与安全基于MEMS加速度传感器MPU-6050的滑坡检测系统设计王文鑫,姚璐,胥钧(华北科技学院安全工程学院,W匕京燕郊101601)摘要:针对目前边坡工程监测中存在的监测精度低、成本高以及野外布设困难等问题,以山体位移监测为主要研究对象,采用了以MEMS微机电监测技术为基础技术路线的监控系统,利用MEMS加速度传感器精度高、体积小等优势,采用以CC2530为核心的Zigbee建立无线网络传输,识别山体滑坡发生的可能性。
根据滑坡变形过程设计了模拟实验,实验结果表明,MEMS传感器能够准确地采集数据,检测的相对误差<2%o整个系统功耗小、速度快,能够很好的完成对山体滑坡的检测。
关键词:滑坡检测;MEMS加速度传感器;Zigbee中图分类号:TQ018文献标识码:A文章编号:2095-5979(2021)02-0156-05 Design of landslide detection system based on MEMSacceleration sensor MPU-6050Wang Wenxin,Yao Lu,Xu Jun(School of S cfety Engineering f North China University of S cience and Technology,Y a n J iao101601,China) Abstract:In view of the problems existing in slope engineering monitoring,such as low monitoring accuracy,high cost and difficult field layout,the mountain displacement monitoring was taken as the main research object,a monitoring system based on MEMS micro electro mechanical monitoring technology was adopted,the advantages of MEMS acceleration sensor, such as high precision and small volume,were utilized,ZigBee with CC2530as the core was used to establish wireless network transmission,and identify the possibility of landslide.The simulation experiment was designed according to the deformation process of landslide,the experimental results show that the MEMS sensor can accurately collect data,and the relative error of detection was less than2%,and the whole system has low power consumption and fast speed,and can well complete the landslide detection.Key words:landslide detection;MEMS acceleration sensor;Zigbee0引言随着地壳运动、暴雨所导致的山体滑坡越来越多,尤其是处于地震带、人类工程活动较为频繁的地区,滑坡所带来的后果,不仅会造成经济损失,以及周围道路的破坏,还会导致人员伤亡,有的甚至是毁灭性的灾难。
MEMS加速度计传感器MAXL-OL-2015说明书
MEMS加速度计传感器--MAXL-OL-2015C 说明书MAXL-OL-2015C是一款可以用于多种应用的先进MEMS传感器,其精度已提升到更高标准,此系列中有多款产品,不同产品不同精度可以应用到不同领域。
MAXL-OL-2015C是一款低功耗、低噪音、高稳定性的MEMS加速度计。
其接口简单,输出包括:与加速度成比例的差分模拟电压输出和用于热补偿的模拟温度-比例电压输出。
加速度输出电压范围为±1.2V。
MAXL-OL-2015C是一款性能强大的设备,量程高达±15g。
工作电压为3.3V,工作电流小于13mA。
特点❖传感器量程±15g❖单轴感知❖高分辨率❖低功耗❖体积小,LCC20封装❖重量轻❖符合ROHS标准1.加速计性能规格2.加速度计环境特性3.绝对最大额定值注:超过“绝对最大额定值”可能会对设备造成永久性损坏。
这只是应力等级,并不意味着设备在这些条件下正常运行。
长期处于最大额定值条件下可能会影响设备的可靠性。
MAXL-OL-2015C的封装为标准LCC外壳,共有20个引脚。
图1给出了精确的尺寸。
产品重量通常小于0.7克。
图2为封装质心的信息。
注:LCC的底部平面作为轴对准的参考平面。
将传感器固定在PCB上的任何其他方式都可能会降低传感器的性能MAXL-OL-2015C是一个完整的单轴加速度测量系统,测量范围为±15g.MAXL-OL-2015C加速度计的主要运行是通过电容感应测量加速度。
梁之间悬挂着一个小质量块。
当对传感器施加加速度时,质量块位置发生偏移,电极之间的电容会发生变化,从而导致读出电路的输出信号发生变化。
MAXL-OL-2015C传感器的完整测量链由低噪声放大器和模拟一阶低通滤波器组成,低噪声放大器将MEMS传感器的电容不平衡转换为模拟电压,模拟一阶低通滤波器负责降低高频噪声。
传感器运行的简化视图如下图所示。
4.MAXL-OL-2015C针脚输出5.引脚配置和功能说明6.MAXL-OL-2015C典型应用为了使MAXL-OL-2015C正常稳定运行,我们建议将加速计与下图所示的外部设备连接起来。
lis9452u的工作原理
lis9452u的工作原理
LIS9452U的工作原理
LIS9452U是一种高精度三轴加速度计,它的工作原理基于微机电系统(MEMS)技术。
MEMS技术是一种将微小机械结构与电子技术相结合的技术,可以制造出微小的传感器和执行器。
LIS9452U就是一种基于MEMS技术制造的加速度计。
LIS9452U的工作原理是通过测量物体在三个方向上的加速度来确定物体的运动状态。
它内部有三个微小的加速度传感器,分别测量物体在x、y、z三个方向上的加速度。
这些传感器是由微小的机械结构组成的,当物体发生加速度变化时,这些机械结构会产生微小的位移,从而产生电信号。
这些电信号经过放大和滤波处理后,就可以得到物体在三个方向上的加速度值。
LIS9452U的工作原理还包括了一些其他的技术。
例如,它内部有一个数字信号处理器(DSP),可以对传感器输出的信号进行数字信号处理,从而提高测量精度和稳定性。
此外,它还具有自动校准功能,可以自动校准传感器的零点漂移和灵敏度漂移,从而保证测量精度和稳定性。
LIS9452U的应用非常广泛,例如在汽车、航空航天、医疗、运动健康等领域都有应用。
在汽车领域,LIS9452U可以用于车辆稳定性控制系统、碰撞检测系统等;在航空航天领域,LIS9452U可以用于
导航系统、姿态控制系统等;在医疗领域,LIS9452U可以用于健康监测、运动追踪等;在运动健康领域,LIS9452U可以用于智能手环、智能手表等。
LIS9452U是一种基于MEMS技术制造的高精度三轴加速度计,它的工作原理是通过测量物体在三个方向上的加速度来确定物体的运动状态。
它具有数字信号处理、自动校准等功能,应用广泛。
lis3dhtr 校准方法 -回复
lis3dhtr 校准方法-回复根据您提供的主题“lis3dhtr校准方法”,我将为您撰写一篇1500-2000字的文章,详细介绍lis3dhtr的校准过程。
下面是根据您的需求一步一步回答该主题的文章:标题:lis3dhtr校准方法:实现高精度加速度传感器的准确测量引言:加速度传感器是一种广泛应用于许多领域的仪器,用于测量物体的加速度。
其中,lis3dhtr是一种高精度的加速度传感器,其准确测量的数据对于许多应用是关键的。
为了确保lis3dhtr传感器的准确性,我们需要对其进行校准。
本文将详细介绍lis3dhtr传感器校准的步骤和方法,帮助读者实现高精度的加速度测量。
第一步:了解lis3dhtr传感器的工作原理首先,我们需要了解lis3dhtr加速度传感器的工作原理。
lis3dhtr是一种三轴加速度传感器,可以通过测量加速度的变化来确定物体的运动状态。
该传感器采用微机电系统(MEMS)技术,通过识别微小的结构变化来测量加速度。
了解传感器的工作原理有助于我们理解校准过程的目标和方法。
第二步:准备校准设备和环境进行传感器校准之前,我们需要准备一些设备和环境,以确保校准的准确性和可重复性。
首先,我们需要一个已知准确加速度值的标准设备,例如加速度计或运动控制平台。
另外,校准环境应该是稳定的,避免外部振动和干扰对传感器测量结果的影响。
第三步:执行静态校准静态校准是lis3dhtr传感器校准的第一步。
在这一步中,我们将传感器固定在一个稳定不动的位置,然后记录其输出的零位值。
这个零位值代表传感器没有受到任何外力影响时的输出值。
静态校准通过消除传感器的误差和偏移来提高其准确性。
执行静态校准的步骤如下:1. 将lis3dhtr传感器固定在一个稳定的平台上,确保其不受到任何外力的作用。
2. 读取传感器输出的加速度数据,并记录下这些数据作为零位值。
3. 重复上述步骤多次,以获取更准确的零位值。
4. 计算测得的零位值的平均值,并保存作为静态校准的结果。
MEMS加速度计简介
MEMS加速度计简介1、什么是MEMS加速度计?加速度计是一种惯性传感器,能够测量物体的加速力。
加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力,就比如地球引力,也就是重力。
加速力可以是个常量,比如g,也可以是变量。
MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)加速度计就是使用MEMS技术制造的加速度计。
由于采用了微机电系统技术,使得其尺寸大大缩小,一个MEMS加速度计只有指甲盖的几分之一大小。
MEMS加速度计具有体积小、重量轻、能耗低等优点。
2、MEMS加速度计一般用在哪里?通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。
通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。
现在工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。
MEMS加速度计可以帮助你的机器人了解它现在身处的环境。
是在爬山?还是在走下坡,摔倒了没有?或者对于飞行类的机器人来说,对于控制姿态也是至关重要的。
更要确保的是,你的机器人没有带着炸弹自己前往人群密集处。
一个好的工程师能够使用MEMS加速度计来回答所有上述问题。
目前最新IBM Thinkpad手提电脑里就内置了MEMS加速度计,能够动态的监测出笔记本在使用中的振动,并根据这些振动数据,系统会智能的选择关闭硬盘还是让其继续运行,这样可以最大程度的保护由于振动,比如颠簸的工作环境,或者不小心摔了电脑所造成的硬盘损害,最大程度地保护里面的数据。
目前在一些先进的移动硬盘上也使用了这项技术。
另外一个用处就是在目前的数码相机和摄像机里,用MEMS加速度计来检测拍摄时候的手部的振动,并根据这些振动,自动调节相机的聚焦。
MEMS加速度计还可以用来分析发动机的振动。
汽车防撞气囊的启动也可以由MEMS加速度计控制。
由此可见MEMS加速度计可以在我们的生活中发挥重要作用。
归纳其应用主要有以下几个方面:振动检测、姿态控制、安防报警、消费应用、动作识别、状态记录等。
三轴加速度传感器应用详解
三轴加速度传感器应用详解加速度传感器有两种:一种是角加速度传感器,是由陀螺仪改进过来的。
另一种就是线加速度传感器。
它也可以按测量轴分为单轴、双轴和三轴加速度传感器。
现在,加速度传感器广泛应用于游戏控制、手柄振动和摇晃、汽车制动启动检测、地震检测、工程测振、地质勘探、振动测试与分析以及安全保卫振动侦察等多种领域。
下面就举例几种应用场景,更好的认识加速度传感器。
三轴加速度传感器的应用1、车身安全、控制及导航系统中的应用加速度传感器已被广泛应用于汽车电子领域,主要集中在车身操控、安全系统和导航,典型的应用如汽车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。
目前车身安全越来越得到人们的重视,汽车中安全气囊的数量越来越多,相应对传感器的要求也越来越严格。
整个气囊控制系统包括车身外的冲击传感器(Satellite Sensor)、安置于车门、车顶,和前后座等位置的加速度传感器(G-Sensor)、电子控制器,以及安全气囊等。
电子控制器通常为16位或32位MCU,当车身受到撞击时,冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子控制器。
随后电子控制器会立即根据碰撞的强度、乘客数量及座椅/安全带的位置等参数,配合分布在整个车厢的传感器传回的数据进行计算和做出相应评估,并在最短的时间内通过电爆驱动器(Squib Driver)启动安全气囊保证乘客的生命安全。
通常仅靠ABS和牵引控制系统无法满足车辆在弯曲路段上的行车安全要求。
该场合下电子稳定性控制系统(ESC)就能够通过修正驾驶员操作中的转向不足或过度转向,来控制车辆使其不偏离道路。
该系统通过使用一个陀螺仪来测量车辆的偏航角,同时用一个低重力加速度传感器来测量横向加速度。
将所得测量数据与通过行驶速度和车轮倾斜角两项数据计算得到的结果进行比对,从而调整车辆转向以防止发生侧滑。
除了车身安全系统这类重要应用以外,目前加速度传感器在导航系统中的也在扮演重要角色。
非标设备加速度计算
非标设备加速度计算全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:随着科技的不断发展和应用的普及,非标设备加速度计算技术在工程领域中逐渐成为重要的研究方向。
加速度计是一种可以测量物体在运动过程中加速度的设备,通过对加速度的测量可以得到物体在某一时间点的速度、位置和加速度等物理量。
在工程领域中,非标设备加速度计算技术被广泛应用于运动控制、机械振动监测、地震监测以及航空航天等领域。
非标设备加速度计算技术是指对不同型号、规格和厂家的加速度计进行数据处理和计算的过程。
在实际应用中,由于设备的差异性和数据的复杂性,需要采用一系列的算法和方法对数据进行处理,从而得到准确的加速度计算结果。
在本文中,将介绍一些常用的非标设备加速度计算算法和方法,以及其在工程领域中的应用。
非标设备加速度计算中常用的方法之一是频域分析方法。
频域分析是一种通过将时域信号转换为频域信号来分析系统的方法,可以有效地识别系统中的频率成分和振动特性,从而得到系统的加速度计算结果。
在实际应用中,频域分析方法可以对加速度计采集的数据进行傅里叶变换或小波变换等频域处理,得到系统的频谱特征和频率成分,提高数据的分析和识别能力。
非标设备加速度计算中还可以采用机器学习算法和人工智能技术进行数据处理和计算。
机器学习算法是一种通过训练模型和学习数据来预测和分析系统行为的方法,可以有效地识别系统中的规律和模式,从而得到准确的加速度计算结果。
在实际应用中,机器学习算法可以对加速度计采集的数据进行训练和预测,提高数据的自动化处理和智能化分析能力。
非标设备加速度计算技术在工程领域中具有重要的应用价值和发展前景。
通过对加速度计采集的数据进行处理和计算,可以得到系统的运动特性和振动状态,为工程师提供参考和指导。
未来,随着科技的不断进步和算法的不断创新,非标设备加速度计算技术将会更加智能化和高效化,为工程领域带来更多的发展机遇和挑战。
第二篇示例:非标设备加速度计算随着科技的不断进步,市场上涌现了越来越多的非标设备,这些设备在传感器方面往往存在着一些独特的特性。
三轴(XYZ)MEMS陀螺仪
三轴(X/Y/Z)MEMS陀螺仪概述InvenSense的三轴陀螺仪为全球首例单芯片、以数字输出的三轴MEMS产品,专门为消费性应用产品设计。
本公司三轴产品的特征包含,可将陀螺仪的输出数字化的三个16-bit模拟数字转换器(ADC)、高达±2000°/秒(dps)的全格感测范围(full-scale range)、可程序化的低通滤波器、I2C或SPI序列界面(serial interface)、低电压操作(2.1V到3.6V),以及4x4x0.9mm的QFN包装。
此系列产品包含ITG-3050与MPU-3050。
本公司三轴产品会将过滤后的陀螺仪数据传达至序列通信总线(serial communications bus)。
ITG-3050仅支援输出原始三轴陀螺仪数据。
ITG-3050有第二个I2C主要感测总线(master sensor bus),提供可直接升级至MPU系列产品的路径,使其能与InvenSense的软件解决方案结合。
MPU产品特征有内建之数字运动感测处理(DMP:Digital Motion Processor)硬件加速引擎、最低512 byte的FIFO,以及含可连接至其他厂牌数字加速器的第二个I2C主要感测总线(sensor bus),感测线性与旋转动作,提供完整的六轴融合演算数据。
内建的FIFO与感测总线(sensor bus),可缩短系统运算时间,降低系统耗电量。
当FIFO使系统微处理器实时读取感测数据并进入休眠状态的同时,专用感测总线,让产品不须另外连接处理器,就可直接从外接的加速器取得数据,使MPU读取更多资料。
因应现今多功能手机,三轴的MPU-3050可为如游戏与在地服务等常见的应用,提供精确的1:1真实动作追踪功能。
另外,32-bit的DMP引擎,支持进阶人机界面(UI:User Interface)功能,启动如空中签字(AirSign)的签名验证、随意触控(TouchAnywhere)的应用与导航控制、动作指令(MotionCommand)的手势快捷方式等,利用手势或使用文字辨识等的应用。
imu_tk标定算法
imu_tk标定算法IMU(惯性测量单位)是机器⼈中⾮常流⾏的传感器:其中,它们被⽤于惯性导航[1],姿态估计[2]和视觉惯性导航[3],[4],也使⽤智能⼿机设备[5]。
机器⼈技术中使⽤的IMU通常基于MEMS(微机电系统)技术。
它们由⼀组三轴簇组成:加速度计,陀螺仪和磁⼒计簇。
在理想的IMU中,三轴簇应共享跨越三维空间的相同3D正交灵敏度轴,⽽⽐例因⼦应将每个传感器测量的数字量转换为实际物理量(例如,加速度和陀螺率)。
遗憾的是,低成本的基于MEMS的IMU通常受到⾮精确缩放,传感器轴未对准,跨轴灵敏度和⾮零偏置的影响。
IMU校准是指识别这些量的过程。
在本⽂中,我们提出了⼀种有效且易于实施的校准⽅案,该⽅案仅需要使⽤图1中报告的流程图中描述的简单程序来收集IMU数据。
在没有运动的初始初始化期之后,操作员应该将IMU移动到不同的位置,以便产⽣⼀组不同的,暂时稳定的旋转。
收集的数据集⽤于校准加速度计和陀螺仪三元组的⽐例和未对准因⼦,同时估计传感器偏差。
作为其他校准技术,我们忽略了交叉轴灵敏度的影响,因为对于微⼩的不对准和较⼩的交叉轴灵敏度误差,通常很难区分它们。
我们的程序利⽤了多位置⽅法的基本思想,⾸先在[7]中提出了加速度计校准:在静态位置,测量加速度的范数等于引⼒的⼤⼩加上多个源误差因⼦(即,它包括偏差,未对准,噪声......)。
所有这些数量都可以通过⼀组静态态度的最⼩化来估算。
在加速度计三元组的校准之后,我们可以使⽤由加速度计测量的重⼒⽮量位置作为校准陀螺仪三元组的参考。
通过积分两个连续静态位置之间的⾓速度,我们可以估计新⽅向的重⼒位置。
最终获得陀螺仪校准,最⼩化这些估计与校准加速度计给出的重⼒参考之间的误差。
在此过程中,陀螺仪的校准精度很⼤程度上取决于加速度计校准的准确性,并将其⽤作参考。
此外,信号噪声和偏差应对校准精度和⽤于检测校准中使⽤的实际静态间隔的算法的可靠性产⽣负⾯影响。
最后,⼀致的数值积分过程对于减轻信号离散化的影响⾄关重要,通常以100 Hz采样。