基于三軸加速度計SCA3000和LPC2210的傾斜角傳感器設(shè)計

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u=kF(θx)=kgsinθx,v=kF(θy)=kgsinθy，所以：

而傳感器實際傾斜角為：

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

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

為實現(xiàn)高精度全擺幅傾斜測量就必須把兩軸加速度傳感器垂直放置，一個傳感方向與重力方向垂直，一個傳感方向與重力方向平行。運用此方法測量傾斜角。加速度傳感器測量結(jié)果為：

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

運用三軸加速度計測量傾斜角就必須把測量范圍分為兩檔，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)。當傾斜角度在±π/4之間時，

，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，此時相當于運用一個兩軸加速度傳感器測量全方位，低擺幅傾斜角，運用式(15)可以計算傾斜角。在二檔中F(θz)的分辨率都很高，此時相當于運用一個一軸加速度傳感器測量全方位，高傾斜角度的傾斜角，運用式(1)可以計算傾斜角。