如何选用加速度传感器
1 模拟输出 vs 数字输出 这个是最先需要考虑的。这个取决于你系统中和加速度传感器之间的接口。一般模拟输出的电压和加速度是成比例的,比如2.5V对应0g的加速度,2.6V对应于0.5g的加速度。数字输出一般使用脉宽调制(PWM)信号。
2 如果你使用的微控制器只有数字输入,比如BASIC Stamp,那你就只能选择数字输出的加速度传感器了,但是问题是你必须占用额外的一个时钟单元用来处理PWM信号,同时对处理器也是一个不小的负担。
3 如果你使用的微控制器有模拟输入口,比如PIC/AVR/OOPIC,你可以非常简单地使用模拟接口的加速度传感器,所需要的就是在程序里加入一句类似指令,而且处理此指令的速度只要几微秒。
4 测量轴数量 对于多数项目来说,两轴的加速度传感器已经能满足多数应用了。对于某些特殊的应用,比如UAV,ROV控制,三轴的加速度传感器可能会适合一点。
5 最大测量值 如果你只要测量机器人相对于地面的倾角,那一个±1.5g加速度传感器就足够了。但是如果你需要测量机器人的动态性能,±2g也应该足够了。要是你的机器人有突然启动或者停止的情况出现,那你需要一个±5g的传感器。
6 灵敏度 一般来说,越灵敏越好。越灵敏的传感器对一定范围内的加速度变化更敏感,输出电压的变化也越大,这样就比较容易测量,从而获得更精确的测量值。
灵敏度是压电加速度传感器应用时候要考虑的重要因素之一。它是传感器在正常工作的时候输入信号R与输出信号C的比值,有成线性的,也有非线性的。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。灵敏度自然是越高,但是实际上灵敏度越高测量范围就窄;相反,灵敏度低点就能获得比较宽的测量范围。所以在产品选择传感器的时候就要从需要出发,一味地使用高精度传感器往往就意味着更高的成本。
7 带宽 这里的带宽实际上指的是刷新率。也就是说每秒钟,传感器会产生多少次读数。对于一般只要测量倾角的应用,50HZ的带宽应该足够了,但是对于需要进行动态性能,比如振动,你会需要一个具有上百HZ带宽的传感器。
8 电阻/缓存机制 对于有些微控制器来说,要进行A/D转化,其连接的传感器阻值必须小于10k Ω。比如加速度传感器的阻值为32kΩ,在PIC和AVR控制板上无法正常工作,所以建议在购买传感器前,仔细阅读控制器手册,确保传感器能够正常工作。
9 抗疲劳性 它也是压电加速度传感器的重要因素。在有些应用中需要持续长时间使用传感器,这就要求内部部件能够支持长时间的监测。使用高强度、稳定性好的材料器件应该能够很好地解决这一问题。
10 稳定性 一些特殊场合中需要特定的传感器,一般的传感器会很快毁损。例如烤鸭的烤炉中,监测温度湿度的传感器就要经受住长期的油腻、高温、潮湿等。相信,压电加速度也会有类似的严峻的工作环境。这就要求很高的稳定性
加速度传感器应用:
概括起来,加速度传感器可应用在:控制,手柄振动和摇晃,仪器仪表,汽车制动启动检测,地震检测,报警系统, 玩具, 结构物, 环境监视,工程测振,地质勘探,对铁路、桥梁、大坝的振动测试与分析; 鼠标、高层建筑的结构动态特性,以及安全保卫振动侦察。