无人机的传感器之加速度计
无人机的传感器之加速度计
NO.1 什么是加速度计?
❀加速度计(accelerometer)是一种测量物体线加速度的装置。
❀加速度是速度的变化量与发生这一变化所用的时间之比。

NO.2 加速度计的理论依据
❀这也是基于牛顿第二定律F=ma,当一个质量为m的物体受到外力F作用时,会产生加速度a。加速度计通过测量作用在质量块上的力,进而计算出物体的加速度。
❀a=Δv/Δt,加速度等于速度变化量与发生这一变化所用时间的比值。加速度计测量出加速度后,人们可以通过对时间进行积分等数学运算来得到速度变化量,但加速度计本身直接测量的是加速度,而不是速度变化量。
❀根据不同测量方式有不同的分类:
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压电式加速度计,利用压电效应来测量加速度计
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压阻式加速度计,利用电阻的阻值变化来测量加速度计
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电容式加速度计,利用电容的容值变化来测量加速度计

NO.3 巧妙的结构设计
❀我们知道物理空间是3维的,但我们的加速度计是测量直线运动的。期望同时测量物体在三维空间的加速度信息,就需要把加速度计设计成3轴的。所以芯片内部包含沿 x、y、z 三个轴向的感应装置。
❀由于有3组感应装置,也提高了精度和可靠性。
NO4 加速度计输出了哪些信息?
❀输出加速度的数值,单位m/s²。
❀输出加速度的方向,x、y、z哪个轴有力的作用。
❀通过积分运算,可以获得速度和位移信息。速度是加速度的一次积分,位移是加速度的二次积分。

NO.5 加速度计主要参数
❀测量范围,能够准确测量加速度数值范围 以g为单位。(1g=9.8m/s²)
❀灵敏度和分辨率,灵敏度越高可以检测到更微小的加速度变化。
❀温度特性,在不同温度下,性能可能会发生变化。一般芯片内部也有温度补偿,来提升传感器数据的准确性。
NO.6 加速度计在飞行器中的应用
❀能够知道飞行器的运动状态
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加速度能感知到飞行器是在怎么运动
❀能够辅助获取飞行器的姿态信息
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加速度计通过测试重力加速度在x、y、z轴上的分量,可以得出俯仰角和横滚角。
❀能够知道飞行器的振动状态
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飞行器在各个方向上的加速度变化波动,就是飞行器的振动状态包含频率和幅度信息。
❀飞行器对传感器做恒温的提升
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保证测量精度,恒温可以减少零点漂移(由于物理特性在温度的变化下就可能没有输入时,加速度仍有数据输出)和灵敏度保持稳定。从而保证稳定的精度输出。
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提高稳定性,恒温使电子元件的参数变化减小。
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延长使用寿命,恒温使电子元件老化会减缓以及内部受到的热应力也会降低。从而提高可靠性和寿命。

END
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