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数字式MEMS加速度传感器在倾角测量的应用 物体在运动中的倾角是描述物体运动状态、特征的重要参数,在交通、航天、军事领域中都有着重要的意义,对目标的定位、追踪起到非常重要的作用。所以开发价格适中、精度高,测量范围大的角度测量模块具有很强的实用价值。 本文根据对实际运动的分析,研究建立了相应的数学模型,利用数字式MEMS加速度传感器并配合适当的硬件电路和软件算法实现了一种性价比高,高精度,测量范围大的角度测量模块并通过实际运行,取得良好的效果。 1 对象研究和建模 本文研究的对象是物体运动时,其整体平台的倾斜角,例如普通车辆机车,军用车辆机车和海上装备等,在运动过程中由于路面、坡度等影响会使整个平台架产生一定的倾角,而这些参数对于精确导航、列车行程控制等系统都具有重要的意义。 根据经典力学可以知道,当对象与基准平面有一个角度的夹角时,其运动方向的加速度与重力加速度的比值和没有夹角时其加速度与重力加速度的夹角α 是不同的。根据力的分解,重力加速度就会有分量作用在Ax方向,且Ax=gsinα,于是倾斜角α=sin-1(Ax/g)。见图1-(a)所示。但是,当对象在基准面方向上做变加速的运动时,其Ax同样是一个变化值,这样将由于无法区别对象的静态加速度和动态加速度而做出正确的判断。也可以考虑采用图 1-(b)中所示方法测量,将Ax设定为始终与运动面垂直的方向,这样Ax=gcosα,则倾斜角α= cos-1(Ax/g)。这个方法在普通的道路坡度只能在Ax方向产生一个很小的加速度变化,而这对于该传感器的精度是很难达到的。 故考虑采用如图1- (c)所示方法进行测量,利用双轴的加速度传感器,其两个夹角之间相差90°,两个角分别为45°和135°角,当车辆静止在平面上时,加速度传感器的两个轴向测得加速度:Ax=Ay=0.707g。 当车辆在平面上加速时,加速度倾角传感器的两个轴向就会测得两个大小相等,极性相反的加速度变化,而(Ax+ Ay)保持不变,例如:车辆向前加速时,Ax增大而Ay减小。 当车辆倾斜时,倾斜角α=cos-1。但是在实际情况中,由于测量、安装等原因,几乎不可能做到加速度传感器与车辆的径向正好成45°,所以需要在系统初始化时,首先测量出加速度传感器与车辆的径向的夹角β,可根据公式β=arctan(Ay/Ax)计算得到。 由此可得最后的倾斜角为:α=cos-1。根据这个数学模型,可以很好的测得角度的变化。所以在实际使用就利用软、硬件根据该模型进行设计从而实现了微小角度的测量。 2 系统设计 根据上面的对象研究和建模分析,并结合实际需求开始进行系统设计。在设计的过程中,根据算法设计选取了相应的硬件,按照硬件的选取经过分析,最后确定所需硬件电路,然后编制了相应的软件完成整个设计。 2.1硬件设计 设计中使用的是ADXL213芯片,其采用先进的MEMS 技术,在同一硅片中刻蚀了一个多晶硅表面微机械传感器,并集成了一套精密的信号处理电路。信号处理电路能将表面微机械传感器产生的模拟信号转换为占空比调制(DCM) 数字信号输出。
随着科技的不断发展,人类发明了无数种的液位测量方法,从古老的标尺,发展到现代的光电、超声波,雷达测量仪。液位传感器,是一种测量液位的压力传感器,适用于石油化工、冶金、电力、制药、供排水、环保等系统和行业的各种介质的液位测量。并且,随着近几年国内磁翻板液位传感器市场一直持续增长,液位计传感器产业的发展前景是非常不错的。液位传感器之所以也可以广泛应用于液位物位测量,是因为它的原理和特点。液位传感器(静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器)是一种测量液位的压力传感器。静压投入式液位变送器(液位计)是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理,采用国外先进的隔离型扩散硅敏感元件或陶瓷电容压力敏感传感器,将静压转换为电信号,再经过温度补偿和线性修正,转化成标准电信号(一般为4~20mA/1~5VDC)。其中液位传感器可将各种物位参数的变化转换成标准电流信号,远传至操作控制室,供二次仪表或计算机进行集中显示、报警或自动控制,其良好的结构及安装方式使得液位传感器可适用于 高温、高压、强腐蚀、易结晶、防堵塞、防冷结以及固体粉状、粒状物料等特殊条件下的液位,料位或物位的连续检测,可广泛应用于各种工业过程中的检测控制。液位传感器与液位开关是我们经常使用的两款液位物位测量传感器,但是很少有人知道他们直接有什么联系与区别。只有了解液位传感器与液位开关的区别才能更好的选择自己需要的类型。下面工釆网小编为大家简单介绍一下他们两者之间的关系。[b]液位传感器与液位开关的区别[/b]液位开关是根据液位传感器的信号输出开启放水或者进水的阀门而使水位保持恒定的一种控制器。也可以说液位开关输出的是一种开关信号,液位开关首先要确定液位的高度,依据这个高度来输出开关量信号。而液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。我们可以对电信号进行处理比如和plc、数据采集器或者专业显示器相连进而输出液位的高度。还有就是液位开关和液位传感器的原理虽然相同。但是液位开关是开关控制电路,而液位传感器是相当于变压,变流用的电路元件。关于液位的测量工釆网小编推荐光电液位传感器.[b]光电液位传感器是什么[/b]光电液位传感器是利用光在两种不同介质界面发生反射折射原理而开发的新型接触式点液位测控装置。它具有结构简单,定位精度高 没有机械部件,不需调试 灵敏度高及耐腐蚀 耗电少 体积小等诸多优点而受到市场的逐渐认可。1、由于液位的输出只与光电探头是否接触液面有关,与介质的其它特性,如温度、压力、密度、电等参数无关,所以光电液位传感器检测准确、重复精度高 响应速度快,液面控制非常精确,并且不需调校,就可以直接安装使用。2、由于光电液位传感器探头体积相对小巧,可分开安装在狭小空间中适合特殊罐体或容器中使用。另外还可以在一个测量体上安装多个光电探头制成多点液位传感器、变控器。3、由于对传感器内部的所有元器件进行了树脂浇封处理,传感器内部没有任何机械活动部件,因此光电液位传感器可靠性高、寿命长、免维护。[b]英国SST 低成本光电液位传感器 - LLC200A3SH[img=,196,133]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/01/201801291515192758_5752_3345088_3.png!w196x133.jpg[/img][/b]LLC廉价系列液位传感器提供单点液位检测,为大批量OEM客户特别设计传感器含有一个红外发射源和一个探测器,安装位置精确,以确保两者在空气中达到很好的光耦合。当传感器的锥形端浸入液体时,红外光会透射出锥形面,到达探测器的光强就会变弱。[b] 低成本光电液位传感器LLC200A3SH特点:[/b](1)响应速度快,(2)10mA驱动电流,光电晶体管开关输出。(3)工作温度:-20~85度,M12螺纹。(4)引线为250mm 24AWG,8mm 镀锡等特性。[b] 低成本光电液位传感器LLC200A3SH典型应用:[/b]温泉池,漏液检测,自动贩卖饮料机,食品与饮料机,医疗,压缩机,打印机,水泵,家用电器,油位监控,HVAC,机床,高低液位开关,水位控制,汽车电子。[b]低成本光电液位传感器LLC200A3SH电性参数:[img=,258,156]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/01/201801291515416888_1917_3345088_3.jpg!w258x156.jpg[/img][/b]
[font=微软雅黑]液位传感器是一种用于测量液体水位的设备。在工业和家庭应用中,液位传感器被广泛使用,以监测液体的水位变化并控制相应的操作。[/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑]光电液位传感器是一种常见的液位传感器类型。它通过使用光电原理来测量液体的水位。光电液位传感器通常由两个主要部分组成:发射器和接收器。发射器发射一束光束,该光束经过液体并到达接收器。当液体的水位高于传感器的设定水位时,液体会阻挡光束的传播,导致接收器接收到较少的光信号。通过测量接收器接收到的光信号的强度,可以确定液体的水位高度。[/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑]光电液位传感器具有许多优点。首先,它们可以在不接触液体的情况下进行测量,因此不会对液体造成污染或污染。其次,光电液位传感器具有高精度和稳定性,可以提供准确的水位测量结果。此外,它们还具有快速响应和长寿命的特点。[/font][align=center][img=光电液位传感器,598,300]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/06/202306301427385836_6003_4008598_3.jpg!w598x300.jpg[/img][/align][font=微软雅黑]另一种常见的液位传感器类型是管道液位传感器。管道液位传感器通常由一个浮子和一个传感器组成。浮子通过浮力的作用在液体中上下浮动,当液位变化时,浮子的位置也会相应改变。传感器通过检测浮子的位置来确定液体的水位高度。[/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑]管道液位传感器的优点之一是它们适用于各种液体,包括腐蚀性液体和高温液体。此外,它们还具有结构简单、易于安装和维护的特点。然而,管道液位传感器的精度可能受到浮子的浮动速度和液体的湍流等因素的影响。[/font][font=微软雅黑][/font][font=微软雅黑]总的来说,光电液位传感器和管道[url=https://www.eptsz.com]液位传感器[/url]是两种常见的液位传感器类型。它们都具有各自的优点和适用范围,可以根据具体的应用需求选择合适的传感器类型。无论是光电液位传感器还是管道液位传感器,它们都在工业和家庭领域中发挥着重要的作用,帮助我们实时监测和控制液体的水位。[/font][font=微软雅黑][/font]