動態(tài)傾角傳感器的作用和原理

傾角傳感器的作用是測量被測載體的傾斜角度，而動態(tài)傾角傳感器則是專門為在動態(tài)環(huán)境所下應(yīng)用設(shè)計的傳感器，動態(tài)傾角傳感器所測量的物體應(yīng)當(dāng)是處于運(yùn)動狀態(tài)的，如汽車、工程機(jī)械和機(jī)器人等應(yīng)用場景。

動態(tài)傾角傳感器的動態(tài)角度測量主要依靠于陀螺儀。

陀螺儀可以用來測量運(yùn)動物體的角速度，將陀螺儀安裝在被測物體上，在隨著物體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的時候，陀螺儀能夠檢測出運(yùn)動物體各個軸向上的角速度的大小，而由這些角速度進(jìn)行積分得到的，便是該物體旋轉(zhuǎn)的角度大小。

陀螺儀能在一定時間內(nèi)能夠保持較高的測量精度，但是由于振動等外部因素而引起的測量噪聲容易對陀螺儀造成較大的干擾。陀螺儀不適用于長時間的測量。因?yàn)橥勇輧x在長時間工作和環(huán)境發(fā)生變化的情況下會發(fā)生偏移，這兩個因素會導(dǎo)致計算誤差持續(xù)增加。另外，陀螺儀不能測量物體的靜態(tài)傾角，它只適用于動態(tài)角度測量。

由于陀螺儀無法測量物體的靜態(tài)傾角，所以動態(tài)傾角傳感器便利用加速度傳感器來彌補(bǔ)它的缺點(diǎn)。

加速度傳感器用于測量運(yùn)動物體的加速度，即便是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，加速度傳感器也會存在重力的輸出，而當(dāng)物體的傾角有所變化的時候，其重力的各個軸上分量也會隨之變化。利用該原理，即可通過加速度傳感器各軸上的輸出來計算出物體的對應(yīng)傾角。對于靜止不動的物體，加速度傳感器能夠十分準(zhǔn)確地測量出它的角度。

動態(tài)傾角傳感器是利用陀螺儀和加速度傳感器的共同作用，由陀螺儀進(jìn)行動態(tài)測量，而加速度傳感器進(jìn)行靜態(tài)測量，兩者互補(bǔ)。再加上生產(chǎn)工藝和軟件方面的算法校正補(bǔ)償?shù)葍?yōu)化措施，能夠十分精確地測量出運(yùn)動物體的角度與變化情況。

動態(tài)傾角傳感器的應(yīng)用范圍十分廣泛，小到我們生活中使用的手機(jī)，大到國防軍事上的導(dǎo)彈和衛(wèi)星。動態(tài)傾角傳感器主要應(yīng)用于需要運(yùn)動后物體方位與姿態(tài)控制的設(shè)備上，例如汽車和機(jī)器人。雖然現(xiàn)目前用于飛行器這類設(shè)備上更多，但是隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，更多的工業(yè)設(shè)備也開始用它進(jìn)行方位測量。

更為值得一提的是，現(xiàn)在這種技術(shù)也開始實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)作業(yè)，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)作業(yè)時操作機(jī)器容易發(fā)生事故，用動態(tài)傾角進(jìn)行實(shí)時檢測設(shè)備，則可以大大降低事故發(fā)生的可能性，因此它的應(yīng)用范圍也是越來越大。

針對運(yùn)動姿態(tài)測量的應(yīng)用需求，沃感科技自主研發(fā)的WDS系列動態(tài)傾角傳感器則采用了高質(zhì)量和可靠的MEMS加速度傳感器和陀螺儀。產(chǎn)品經(jīng)過密封設(shè)計以及嚴(yán)格工藝保證產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下仍能精密地測量載體的姿態(tài)參數(shù)。并通過算法和補(bǔ)償很好的減少干擾產(chǎn)生的誤差，提高產(chǎn)品精度水平。

同時為了滿足工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用需求，WDS系列動態(tài)傾角傳感器基于CAN總線通信輸出測量傾角，支持J1939和CANopen通信協(xié)議，可以滿足客戶各種快速運(yùn)動以及振動工況下的角度測量需求。
編輯：hfy