動(dòng)態(tài)傾角傳感器的作用和原理

傾角傳感器的作用是測(cè)量被測(cè)載體的傾斜角度，而動(dòng)態(tài)傾角傳感器則是專門為在動(dòng)態(tài)環(huán)境所下應(yīng)用設(shè)計(jì)的傳感器，動(dòng)態(tài)傾角傳感器所測(cè)量的物體應(yīng)當(dāng)是處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的，如汽車、工程機(jī)械和機(jī)器人等應(yīng)用場(chǎng)景。

動(dòng)態(tài)傾角傳感器的動(dòng)態(tài)角度測(cè)量主要依靠于陀螺儀。

陀螺儀可以用來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的角速度，將陀螺儀安裝在被測(cè)物體上，在隨著物體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，陀螺儀能夠檢測(cè)出運(yùn)動(dòng)物體各個(gè)軸向上的角速度的大小，而由這些角速度進(jìn)行積分得到的，便是該物體旋轉(zhuǎn)的角度大小。

陀螺儀能在一定時(shí)間內(nèi)能夠保持較高的測(cè)量精度，但是由于振動(dòng)等外部因素而引起的測(cè)量噪聲容易對(duì)陀螺儀造成較大的干擾。陀螺儀不適用于長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量。因?yàn)橥勇輧x在長(zhǎng)時(shí)間工作和環(huán)境發(fā)生變化的情況下會(huì)發(fā)生偏移，這兩個(gè)因素會(huì)導(dǎo)致計(jì)算誤差持續(xù)增加。另外，陀螺儀不能測(cè)量物體的靜態(tài)傾角，它只適用于動(dòng)態(tài)角度測(cè)量。

由于陀螺儀無(wú)法測(cè)量物體的靜態(tài)傾角，所以動(dòng)態(tài)傾角傳感器便利用加速度傳感器來(lái)彌補(bǔ)它的缺點(diǎn)。

加速度傳感器用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的加速度，即便是物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，加速度傳感器也會(huì)存在重力的輸出，而當(dāng)物體的傾角有所變化的時(shí)候，其重力的各個(gè)軸上分量也會(huì)隨之變化。利用該原理，即可通過(guò)加速度傳感器各軸上的輸出來(lái)計(jì)算出物體的對(duì)應(yīng)傾角。對(duì)于靜止不動(dòng)的物體，加速度傳感器能夠十分準(zhǔn)確地測(cè)量出它的角度。

動(dòng)態(tài)傾角傳感器是利用陀螺儀和加速度傳感器的共同作用，由陀螺儀進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量，而加速度傳感器進(jìn)行靜態(tài)測(cè)量，兩者互補(bǔ)。再加上生產(chǎn)工藝和軟件方面的算法校正補(bǔ)償?shù)葍?yōu)化措施，能夠十分精確地測(cè)量出運(yùn)動(dòng)物體的角度與變化情況。

動(dòng)態(tài)傾角傳感器的應(yīng)用范圍十分廣泛，小到我們生活中使用的手機(jī)，大到國(guó)防軍事上的導(dǎo)彈和衛(wèi)星。動(dòng)態(tài)傾角傳感器主要應(yīng)用于需要運(yùn)動(dòng)后物體方位與姿態(tài)控制的設(shè)備上，例如汽車和機(jī)器人。雖然現(xiàn)目前用于飛行器這類設(shè)備上更多，但是隨著技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，更多的工業(yè)設(shè)備也開(kāi)始用它進(jìn)行方位測(cè)量。

更為值得一提的是，現(xiàn)在這種技術(shù)也開(kāi)始實(shí)驗(yàn)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)作業(yè)，因?yàn)檗r(nóng)業(yè)作業(yè)時(shí)操作機(jī)器容易發(fā)生事故，用動(dòng)態(tài)傾角進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備，則可以大大降低事故發(fā)生的可能性，因此它的應(yīng)用范圍也是越來(lái)越大。

針對(duì)運(yùn)動(dòng)姿態(tài)測(cè)量的應(yīng)用需求，沃感科技自主研發(fā)的WDS系列動(dòng)態(tài)傾角傳感器則采用了高質(zhì)量和可靠的MEMS加速度傳感器和陀螺儀。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)密封設(shè)計(jì)以及嚴(yán)格工藝保證產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下仍能精密地測(cè)量載體的姿態(tài)參數(shù)。并通過(guò)算法和補(bǔ)償很好的減少干擾產(chǎn)生的誤差，提高產(chǎn)品精度水平。

同時(shí)為了滿足工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用需求，WDS系列動(dòng)態(tài)傾角傳感器基于CAN總線通信輸出測(cè)量?jī)A角，支持J1939和CANopen通信協(xié)議，可以滿足客戶各種快速運(yùn)動(dòng)以及振動(dòng)工況下的角度測(cè)量需求。
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