基于三軸加速度計SCA3000和 LPC2210的傾斜角傳感器設計

設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量結果F(θx)和F(θy)就可以計算出θx和θy，進(jìn)而知道總的傾斜度。

同一軸傳感器，兩軸傳感器測量精度有限，當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量方法可以實(shí)現全方位傾斜測量。

為實(shí)現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(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。運用此方法測量?jì)A斜角。加速度傳感器測量結果為：

此時(shí)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(wú)法解決傾斜角測量中全方位和全擺幅不能共同實(shí)現的矛盾。所以為測量一個(gè)全方位，全擺幅的傾斜角就必須使用三軸加速度計。

運用三軸加速度計測量?jì)A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(shí)，

，這里以F(θz)的值作為劃分檔次的依據。在一檔中F(θx)，F(θy)的分辨率很高，此時(shí)相當于運用一個(gè)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(shí)相當于運用一個(gè)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。