用于光輻射的光源、具有用于使得由光源產(chǎn)生的光輻射通過(guò)的光學(xué)有效圖案的圖案載體、沿著輻射傳播方向設(shè)在該圖案載體下游的傾斜敏感單元、以及用于由光源產(chǎn)生的輻射入射且穿過(guò)所述圖案載體和傾斜敏感單元的透射區(qū)域,其中,所述光源為圖案載體的形式。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于與現(xiàn)有傾斜計(jì)相比至少減少了一個(gè)組成元件,這使得可以減少制造成本并允許縮短設(shè)計(jì)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在光束撞擊圖案之前省略了光束的校準(zhǔn)。
常見(jiàn)的:1.自動(dòng)門,利用人體的紅外微波來(lái)開(kāi)關(guān)門2.煙霧報(bào)警器,利用煙敏電阻來(lái)測(cè)量煙霧濃度,從而達(dá)到報(bào)警目的3.手機(jī),數(shù)碼相機(jī)的照相機(jī),利用光學(xué)傳感器來(lái)捕獲圖象4.電子稱,利用力學(xué)傳感器(導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù)...
傳感器應(yīng)用技術(shù)的傳感器應(yīng)用綜述
傳感器在新技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用:傳感器是新技術(shù)革命和信息社會(huì)的重要技術(shù)基礎(chǔ),是當(dāng)今世界極其重要的高科技,一切現(xiàn)代化儀器、設(shè)備幾乎都離不開(kāi)傳感器。1.光纖傳感器:近幾年,光纖傳感器的發(fā)展異常迅速,顯現(xiàn)出巨大...
在微處理器和傳感器變得越來(lái)越便宜的今天,全自動(dòng)或半自動(dòng)(通過(guò)人工指令進(jìn)行高層次操作,自動(dòng)處理低層次操作)系統(tǒng)可以包含更多智能性功能,能從其環(huán)境中獲得并處理更多不同的參數(shù)。尤其是MEMS(微型機(jī)電系統(tǒng))...
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為了更好地對(duì)水下物體平整度進(jìn)行檢測(cè),并得到精確的測(cè)量結(jié)果,水下傾斜檢測(cè)系統(tǒng)運(yùn)用傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)及計(jì)算機(jī)編程技術(shù)等將檢測(cè)結(jié)果以數(shù)據(jù)形式自動(dòng)保存,同時(shí)輔助3D圖形方式顯示。本系統(tǒng)在廣州市侖頭—生物島—大學(xué)城沉管隧道工程上成功應(yīng)用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:本系統(tǒng)具有測(cè)量方便、精度高、操作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),對(duì)航道、隧道及大壩等的支撐塊檢測(cè)具有重要意義。
傾斜傳感器和兩用傾斜計(jì)產(chǎn)生人造地平線并測(cè)量相對(duì)于該水平線的傾斜角度。它們用于攝像機(jī),飛機(jī)飛行控制系統(tǒng),汽車安全系統(tǒng)和專用開(kāi)關(guān),還可用于平臺(tái)調(diào)平,吊臂角度指示以及需要測(cè)量?jī)A斜度的其他應(yīng)用中。
傾斜傳感器和傾角儀的重要規(guī)格是傾斜角度范圍和軸數(shù)。軸通常但不總是正交的。傾斜角范圍是所需線性輸出的范圍。
傾斜傳感器和傾斜儀的常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)是加速度計(jì),液體電容,電解液,液體中的氣泡和擺錘。
傾斜傳感器技術(shù)也在視頻游戲中實(shí)現(xiàn)。 Yoshi的通用重力和柯比傾斜“滾動(dòng)”都是圍繞傾斜傳感器機(jī)構(gòu)構(gòu)建的,內(nèi)置在墨盒中。 PlayStation 3和Wii游戲控制器也使用傾斜作為玩視頻游戲的手段。
測(cè)斜儀也用于土木工程,例如,測(cè)量建筑物的土地傾斜度。
一些傾斜儀提供基于CAN(控制器局域網(wǎng))的電子接口。此外,這些傾斜儀可能支持標(biāo)準(zhǔn)化配置文件(CiA 410)。在這種情況下,這些傾斜儀是兼容的,部分可互換。
說(shuō)明
測(cè)量物體的傾斜角度是加速度傳感器的一種常見(jiàn)應(yīng)用,雖然測(cè)試原理十分簡(jiǎn)單,但具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中仍然會(huì)遇到很多問(wèn)題,比如傾斜角度的精度問(wèn)題,環(huán)境干擾問(wèn)題。本文將對(duì)精度問(wèn)題進(jìn)行討論,并給出一種簡(jiǎn)化的計(jì)算方式。
基本原理
由于加速度傳感器在靜止放置時(shí)受到重力作用,因此會(huì)有1g的重力加速度。利用這個(gè)性質(zhì),通過(guò)測(cè)量重力加速度在X/Y軸上的分量,可以計(jì)算出在垂直平面上的傾斜角度。
如圖所示,有Ax=gsinα,Ay=gcosα。則Ax/Ay=tanα,即α=arctan(Ax/Ay)。
根據(jù)以上原理就可以根據(jù)2軸加速度傳感器測(cè)量X-Y的平面上的傾斜角度。
但是在實(shí)際應(yīng)用中,很難保證傾斜只發(fā)生在X-Y平面。因此,用三軸傳感器的傾角計(jì)算公式可拓展如下:
上述公式基本解決了靜態(tài)環(huán)境下的傾角計(jì)算,我們?cè)倏紤]一種更復(fù)雜的場(chǎng)景,運(yùn)動(dòng)條件下計(jì)算傾角,就需要再增加一個(gè)限定條件,即:
硬件實(shí)現(xiàn)
目前,在消費(fèi)類產(chǎn)品中使用的加速度主要為數(shù)字輸出(I2C/SPI),可以非常簡(jiǎn)單的跟MCU通信,實(shí)現(xiàn)測(cè)量功能。ST提供的產(chǎn)品按照精度分為L(zhǎng)IS2DH12TR(12bit),LIS2HH12TR(16bit),車規(guī)加速度AIS328DQTR(12bit)。
傾斜角度的精度和加速度值的分辨率之間的關(guān)系:
8bit的ADC可以得到3.4。以上的精度
10bit的ADC可以得到0.8。以上的精度
12bit的ADC可以得到0.2。以上的精度
14bit的ADC可以得到0.05。以上的精度
16bit的ADC可以得到0.0124。以上的精度
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隨著兩用傾斜計(jì)相對(duì)于重力測(cè)量物體的角度,外部加速度如快速運(yùn)動(dòng),振動(dòng)或沖擊將導(dǎo)致傾斜測(cè)量中的誤差。為了克服這個(gè)問(wèn)題,除加速度計(jì)之外還可以使用陀螺儀。任何上述加速度對(duì)加速度計(jì)具有巨大的影響,但對(duì)陀螺儀的測(cè)量旋轉(zhuǎn)速率的有限影響。一種算法可以組合兩個(gè)信號(hào),以獲得每個(gè)傳感器的最佳值。這樣可以將實(shí)際的傾斜角度與由外部加速度引入的誤差進(jìn)行分離。