基于三軸加速度計(jì)SCA3000和 LPC2210的傾斜角傳感器設(shè)計(jì)

設(shè)x,y為水平方向，z為垂直方向。(x，y，z)=(0，0，1)于是便有：

此時(shí)u=kF(θx)=kgsinθx,v=kF(θy)=kgsinθy，所以：

而傳感器實(shí)際傾斜角為：

所以只要得出兩軸加速度傳感器測(cè)量結(jié)果F(θx)和F(θy)就可以計(jì)算出θx和θy，進(jìn)而知道總的傾斜度。

同一軸傳感器，兩軸傳感器測(cè)量精度有限，當(dāng)θx，或θy越接近±兀/2時(shí)，分辨率越低。只有在傾斜角度接近O時(shí)分辨率最高。利用兩軸加速度傳感器的這種測(cè)量方法可以實(shí)現(xiàn)全方位傾斜測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)高精度全擺幅傾斜測(cè)量就必須把兩軸加速度傳感器垂直放置，一個(gè)傳感方向與重力方向垂直，一個(gè)傳感方向與重力方向平行。運(yùn)用此方法測(cè)量?jī)A斜角。加速度傳感器測(cè)量結(jié)果為：

此時(shí)θ為單方向上全擺幅、高精度傾斜角度。運(yùn)用兩軸加速度傳感器無法解決傾斜角測(cè)量中全方位和全擺幅不能共同實(shí)現(xiàn)的矛盾。所以為測(cè)量一個(gè)全方位，全擺幅的傾斜角就必須使用三軸加速度計(jì)。

運(yùn)用三軸加速度計(jì)測(cè)量?jī)A斜角就必須把測(cè)量范圍分為兩檔，一檔為傾斜角為-π/4～π/4，二檔為傾斜角為(-π/2～-π/4)(π/4～π/2)。當(dāng)傾斜角度在±π/4之間時(shí)，

，這里以F(θz)的值作為劃分檔次的依據(jù)。在一檔中F(θx)，F(xiàn)(θy)的分辨率很高，此時(shí)相當(dāng)于運(yùn)用一個(gè)兩軸加速度傳感器測(cè)量全方位，低擺幅傾斜角，運(yùn)用式(15)可以計(jì)算傾斜角。在二檔中F(θz)的分辨率都很高，此時(shí)相當(dāng)于運(yùn)用一個(gè)一軸加速度傳感器測(cè)量全方位，高傾斜角度的傾斜角，運(yùn)用式(1)可以計(jì)算傾斜角。