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發(fā)布日期:2022-10-09 點擊率:850
參考文章:
[1] 姿態(tài)角(Euler角):yaw pitch roll[2] Arduino uno + mpu6050 陀螺儀 運用卡爾曼濾波姿態(tài)解算實驗[3] MPU6050傳感器數(shù)據(jù)處理[4] Micro:bit系列教程6:加速度傳感器
一、GY-61 ADXL335三軸加速度
GY-61 ADXL335三軸加速度 MMA7260角度傾角傳感器
1.1 三軸加速度傳感器的引腳
VCC
X_OUT (Z朝上,X控制左右角度)
Y_OUT(Z朝上,Y控制前后角度)
Z_OUT(Z朝上,Z控制上下角度)
GND
引腳定義:
測試代碼:
()
二、MPU6050陀螺儀
2.1姿態(tài)角(Euler角)
俯仰角θ(pitch):
機體坐標系X軸與水平面的夾角。
當(dāng)X軸的正半軸位于過坐標原點的水平面之上(抬頭)時,俯仰角為正,否則為負。
pitch 是圍繞 X 軸旋轉(zhuǎn),也叫做俯仰角,
如圖所示:
偏航角ψ(yaw):
機體坐標系xb軸在水平面上投影與地面坐標系xg軸(在水平面上,指向目標為正)之間的夾角,
由xg軸逆時針轉(zhuǎn)至機體xb的投影線時,偏航角為正,即機頭右偏航為正,
反之為負。
yaw 是圍繞 Y 軸旋轉(zhuǎn),也叫偏航角,
如圖所示。
翻滾角Φ(roll):
機體坐標系zb軸與通過機體xb軸的鉛垂面間的夾角,機體向右滾為正,
反之為負。
roll 是圍繞 Z 軸旋轉(zhuǎn),也叫翻滾角,
如圖所示:
注 意:
pitch是圍繞X軸旋轉(zhuǎn),也叫做俯仰角,yaw是圍繞Y軸旋轉(zhuǎn),也叫偏航角,roll是圍繞Z軸旋轉(zhuǎn),也叫翻滾角,
2.2 關(guān)鍵塊和功能組成
1、帶有16位ADC和信號調(diào)理的三軸MEMS速率陀螺儀傳感器2、具有16位ADC和信號調(diào)理的三軸MEMS加速度傳感器3、數(shù)字運動處理器(DMP)引擎4、主I2C和SPI(僅MPU-6000)串行通信接口5、用于第三方磁力計和其他傳感器的輔助I2C串行接口6、時鐘7、傳感器數(shù)據(jù)寄存器8、FIFO9、中斷10、數(shù)字輸出溫度傳感器11、陀螺儀和加速度計自檢12、偏見和LDO13、充電泵
2.3 MPU6050 引腳說明
VCC3.3-5V(內(nèi)部有穩(wěn)壓芯片)GND地線SCLMPU6050作為從機時IIC時鐘線SDAMPU6050作為從機時IIC數(shù)據(jù)線XCLMPU6050作為主機時IIC時鐘線XDAMPU6050作為主機時IIC數(shù)據(jù)線AD0地址管腳,該管腳決定了IIC地址的最低一位INT中斷引腳
2.4 測試程序
首先,參考 YouTube上的視頻案例,
然后,結(jié)合Arudino IDE 官方庫中的 MPU6050 示例 MPU6050_DMP6 做修改,添加舵機控制程序。
參考資料
[1] MPU6050開發(fā) – 基本概念簡介[2]【Youtube@only Innovative】DIY Self stabilizing platform | Arduino project | Self balancing robot
角度傳感器的定義角度傳感器是指能感受被測角度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。 角度傳感器,顧名思義,是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔,可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時,軸每轉(zhuǎn)過1/16圈,角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時,計數(shù)增加,轉(zhuǎn)動方向改變時,計數(shù)減少。計數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時,它的計數(shù)值被設(shè)置為0,如果需要,你可以用編程把它重新復(fù)位。通過計算旋轉(zhuǎn)的角度可以很容易的測出位置和速度。當(dāng)在機器人身上連接上輪子(或通過齒輪傳動來移動機器人)時,可以依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度和輪子圓周數(shù)來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉(zhuǎn)換成速度,你也可以用它除以所用時間。實際上,計算距離的基本方程式為: 距離=速度×?xí)r間由此可以得到:速度=距離/時間磁敏角度傳感器磁敏感角度傳感器采用高性能集成磁敏感元件,利用磁信號感應(yīng)非接觸的特點,配合微處理器進行智能化信號處理制成的新一代角度傳感器。特點:無觸點、高靈敏度、接近無限轉(zhuǎn)動壽命、無噪聲、高重復(fù)性、高頻響應(yīng)特性好 。優(yōu)點:1、磁鋼位置未對準自動補償;2、故障檢測功能;3、非接觸位置檢測功能,是滿足苛刻環(huán)境應(yīng)用需求的理想選擇。應(yīng)用領(lǐng)域:1、工業(yè)機械、工程機械建筑設(shè)備、石化設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、航空航天儀器儀表、國防工業(yè)等旋轉(zhuǎn)速度和角度的測量.2、汽車電子腳踩油門角位移,方向盤位置,座椅位置,前大燈位置;3、自動化機器人,運動控制,旋轉(zhuǎn)電機轉(zhuǎn)動和控制.電容式角位移傳感器電容式角位移傳感器用于測量固定部件(定子)與轉(zhuǎn)動部件(轉(zhuǎn)子)之間的旋轉(zhuǎn)角度,因其具有結(jié)構(gòu)簡單,測量精度高,靈敏度高,適合動態(tài)測量等特點,而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制。一般來說,電容式角位移傳感器由一組或若干組扇形固定極板和轉(zhuǎn)動極板組成,為保證傳感器的精度和靈敏度,同時避免因環(huán)境溫度等因素的改變導(dǎo)致介電常數(shù)、極板形狀等的間接變化,進而對傳感器性能產(chǎn)生不利影響,對傳感器的制作材料、加工工藝以及安裝精度提出了較高要求,為了克服電容角位移傳感器的局限性,國內(nèi)外科學(xué)工作者進行了長期的大量研究工作,其主要思想方法是將傳感器設(shè)計成差動結(jié)構(gòu)。傳感器系統(tǒng)原理框圖如圖所示:由敏感元件、測量電路、智能部件與接口部件構(gòu)成,敏感元件的結(jié)構(gòu)所示如圖1,測量部件由選擇單元、激勵源和電荷檢測單元組成;智能部件由I/O單元、A/D單元、濾波單元、角度計算單元等組成;接口部件由電流輸出單元、RS232通訊單元等組成。敏感元件檢測反映角度位置的電容值,是傳感器的初始轉(zhuǎn)換單元,測量單元采用了先進的抗雜散微小電容檢測電路,將電容值轉(zhuǎn)換為電信號,智能部件的主要功能是通過比例式算法計算出角位移量,最后由接口部件輸出角度計算結(jié)果。傾角傳感器傾角傳感器經(jīng)常用于系統(tǒng)的水平測量,從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器,傾角傳感器還可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。傾角傳感器基本原理理論基礎(chǔ)就是牛頓第二定律,根據(jù)基本的物理原理,在一個系統(tǒng)內(nèi)部,速度是無法測量的,但卻可以測量其加速度。如果初速度已知,就可以通過積分計算出線速度,進而可以計算出直線位移。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。當(dāng)傾角傳感器靜止時也就是側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用,那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。隨著MEMS 技術(shù)的發(fā)展,慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應(yīng)用最廣泛的微機電系統(tǒng)器件之一,而微加速度計就是慣性傳感器件的杰出代表。作為最成熟的慣性傳感器應(yīng)用,現(xiàn)在的MEMS 加速度計有非常高的集成度,即傳感系統(tǒng)與接口線路集成在一個芯片上。傾角傳感器把MCU,MEMS加速度計,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路,通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面。可以直接輸出角度等傾斜數(shù)據(jù),讓人們更方便的使用它。其特點是: 硅微機械傳感器測量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。輸出角度以水準面為參考,基準面可被再次校準。數(shù)據(jù)方式輸出,接口形式包括RS232、RS485和可定制等多種方式。抗外界電磁干擾能力強。來源:電子發(fā)燒友—— END ——
原標題:傾角傳感器及加速度傳感器的在風(fēng)力發(fā)電行業(yè)中的應(yīng)用
精準測控主要從事慣性導(dǎo)航、INS/GPS組合導(dǎo)航系統(tǒng)及MEMS傾角傳感器和電子羅盤的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售的高新技術(shù)企業(yè),在打的市場環(huán)境下,憑借著高性能的優(yōu)勢,被廣泛的應(yīng)用在各個行業(yè),其中以傾角傳感器和加速度傳感器為例,傾角傳感器在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備建設(shè)中,不乏加速度傳感器、電流傳感器、傾角傳感器等安全監(jiān)測技術(shù)的運用。
加速度傳感器在風(fēng)力發(fā)電用的各類設(shè)施中,風(fēng)力發(fā)電機組是將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能的關(guān)鍵性發(fā)電設(shè)備,其原理簡單來說,就是風(fēng)能先后通過葉輪、主軸、齒輪箱、發(fā)電機后轉(zhuǎn)換成電能,在這些部件中,風(fēng)力機葉片,極易受風(fēng)載荷作用發(fā)生顫振,嚴重時會導(dǎo)致風(fēng)力機結(jié)構(gòu)破壞,風(fēng)力發(fā)電機組在運行時會由于多種原因,使機艙在各個方向有較大的振動,從而對風(fēng)機的正常運行產(chǎn)生危害,這時,便需要采用加速度傳感器,來監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱、主軸及電機定子等部件的振動情況。
二、傾角傳感器在風(fēng)力發(fā)電中有哪些作用?
傾角傳感器,主要用于監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機水平的角度測量工作,在建設(shè)海上風(fēng)力發(fā)電塔時,為避免處于高處的風(fēng)力發(fā)電機可能發(fā)生傾斜,威脅發(fā)電塔正常工作和安全性,需要通過傾角傳感器來長期對風(fēng)力機組的垂直度進行監(jiān)測,一旦出現(xiàn)傾斜超出安全值的情況,便可及時進行預(yù)警,通知人員進行檢查和維護,從而保證日常發(fā)電工作的穩(wěn)定進行,限位開關(guān)和電流傳感器。
在風(fēng)力發(fā)電過程中,由于風(fēng)力大小是不斷變化的,因此需要通過對發(fā)電機風(fēng)槳進行調(diào)節(jié),使得風(fēng)槳的轉(zhuǎn)速能保持恒定,確保發(fā)電過程的穩(wěn)定,這時,可采用限位開關(guān)裝置,將其安裝在風(fēng)槳角度變化限定范圍的兩端,以保護在變槳到達極限位置時觸發(fā)相關(guān)電路停止變槳操作,避免因此而給內(nèi)部電子器件帶來的損壞。
另外,復(fù)雜多變的風(fēng)力場,也會使得發(fā)電的電壓變得很不穩(wěn)定,為能對發(fā)出的電能進行處理,使發(fā)電機以最佳狀態(tài)運行,就必須采用電流傳感器對風(fēng)力渦輪機電流大小進行精確測量,一般來說,電流傳感器負責(zé)對直流側(cè)和交流側(cè)電流進行測量,保證逆變器的穩(wěn)定正常工作。返回搜狐,查看更多
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從調(diào)平起重機、監(jiān)測前端式裝載機的傾角到控制電梯,倍加福的傾角和加速傳感器具有多種用途。這些傳感器均可確保精確測量,即使在惡劣條件下也能正常工作。得益于創(chuàng)新的分體式安裝概念,F(xiàn)99 系列傳感器的性能極其穩(wěn)健:堅固的金屬安裝支架可為傳感器模塊提供沖擊保護,還可在需要時快速輕松地更換傳感器模塊。安裝后,支架可以保持在原位,無需進行重新調(diào)整或校準。單體式 F199 傾角傳感器具有耐腐蝕鋁制外殼,堅固耐用,能夠以 ±0.15 的精度測量 0 至 360° 的傾角。
我們的傾角和加速度產(chǎn)品組合中的傳感器可以滿足您的每一項需求。
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