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用三軸加速度傳感器檢測(cè)傾斜角的方法

發(fā)布時(shí)間：2019-10-23 責(zé)任編輯：xueqi

【導(dǎo)讀】本文比較使用三軸加速度傳感器與使用單/雙軸加速度傳感器有什么優(yōu)點(diǎn)，以及如何使用Digi-Key的技術(shù)資源來(lái)加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。

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三軸加速度傳感器的優(yōu)點(diǎn)

全面掌握物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)

雙軸加速傳感器可以保證XY平面上的傾斜角檢測(cè)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，很難保證傾斜只發(fā)生在XY平面。加上第三條軸之后，便可全面掌握物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。三軸加速度傳感器除了像雙軸加速度傳感器一樣，可以分別計(jì)算出在XY平面、YZ平面、XZ平面的傾斜角外。還可以計(jì)算出每條軸與參考位置的夾角。圖1， XYZ三軸與參考位置的夾角。

圖1：XYZ三軸與參考位置的夾角

θ 水平面與X軸夾角

Ψ水平面與Y軸夾角

Φ重力矢量與Z軸夾角

引入?yún)⒖嘉恢玫母拍睿话惆褏⒖嘉恢迷O(shè)置為：z軸上重力分量為1，而XY軸上沒(méi)有重力分量的位置。此時(shí)θ、Ψ、Φ的角度為0。通過(guò)計(jì)算θ、Ψ、Φ三個(gè)角度，便可知道物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

圖2：XYZ三軸與參考位置的夾角計(jì)算公式

檢測(cè)傾斜角：三種加速度傳感器比較

該使用哪種加速度傳感器，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用要求而定，比如檢測(cè)傾斜角范圍、檢測(cè)對(duì)象在XYZ三軸運(yùn)動(dòng)上是否有限定、檢測(cè)精度要求等等。

使用Digi-Key技術(shù)資源加速設(shè)計(jì)進(jìn)程

尋找加速度傳感器匹配評(píng)估板

靈活應(yīng)用評(píng)估板，可以達(dá)到事半功倍的效果。

舉個(gè)例子， ADI三軸加速度傳感器ADXL355BEZ配套的評(píng)估板可以在Digi-Key的產(chǎn)品頁(yè)面中配用欄中找到匹配的評(píng)估板EVAL-ADXL355Z。也可以通過(guò)ADI加速度傳感器選擇與開(kāi)發(fā)板選擇頁(yè)面中最后一欄中找到對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)板。

圖3：ADI加速度傳感器選擇與開(kāi)發(fā)板選擇頁(yè)面

>> 更多加速度傳感器開(kāi)發(fā)板

加速度傳感器符號(hào)庫(kù)與封裝庫(kù)

KiCad是一種開(kāi)源免費(fèi)的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具，能滿足基本的原理圖與PCB板設(shè)計(jì)功能，Digi-Key推出自己的Digi-Key KiCad 電子元器件庫(kù)，幫助加速設(shè)計(jì)進(jìn)程。其中包括多個(gè)ADI加速度傳感器的原理圖庫(kù)與封裝庫(kù)。舉例：ADI的 ADXL335BCPZ-RL7。