LIS2DH12 使用低重力3軸加速度計進行傾斜測量

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傾斜感測

*單軸傾斜感應
從圖一和二中可以看出,當傳感軸垂直於重力時,傳感器對傾斜角度的變化最敏感。 在這種情況下,靈敏度約為17.45 mg /°[= sin(1°)-sin(0°)]。
由於正弦函數的微分函數,當傳感軸接近+1 g或-1 g位置時,傳感器具有較低的靈敏度(對傾斜角度變化的響應較小)。 在這種情況下,靈敏度僅為0.15 mg /°[= sin(90°)-sin(89°)]。 圖三顯示了不同傾斜角度下的靈敏度。 換句話說,正弦函數在[0°45°],[135°225°]和[315°360°]處具有良好的線性,如圖二所示。

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圖一


圖二

圖三


*雙軸傾斜感應
當使用雙軸傾斜感測方法時,應注意兩種不同的情況,其中一種方法可能會限制總體精度甚至抑制傾斜計算。
下圖,示例A:以角圍繞虛線箭頭逆時針旋轉加速度計。 當小於45°時,X軸具有較高的靈敏度,而Y軸具有較低的靈敏度。 當大於45°時,X軸靈敏度較低,而Y軸靈敏度較高。 因此,當使用兩軸方法時,始終建議根據正交軸將角度計算為±1 g。
下圖,示例B:X和Y軸均具有高靈敏度。 但是如果沒有第三軸(例如Z軸)的幫助,則不可能將30°的傾斜角與150°的傾斜角區分開,因為X軸在這兩個傾斜角上具有相同的輸出。


*三軸傾斜感應
使用3軸加速度計,用戶可以將Z軸與X軸和Y軸結合使用以進行傾斜感測,從而提高傾斜靈敏度和精度(下圖)。
有兩種方法可以計算出下圖中的3個傾斜角。第一種方法是使用基本三角方程式3、4和5,其中Ax1,Ay1和Az1是在對原始測量數據(Ax,Ay, Az):



第二種方法是使用三角方程式6和7計算俯仰角和側傾角,從而在360°旋轉時產生恆定的靈敏度,如下圖所示。













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