当前位置: 首页 > 传感测量产品 > 工业传感器 > 力传感器

类型分类:
科普知识
数据分类:
力传感器

三轴传感器 原理:三轴力传感器工作原理

发布日期:2022-10-09 点击率:277


三轴传感器 原理:三轴力传感器工作原理  第1张

三轴传感器 原理:三轴力传感器工作原理

城市道路积水监测知多少

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-20    共有: 287 浏览
 城市道路积水监测系统可实时监测城区各低洼路段的积水水位并实现自动预警

2022北京国际区块链暨消费电子展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 983 浏览

2021深圳国际电磁兼容暨微波天线展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 545 浏览

2021天津国际物流自动化与运输系统展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 2008 浏览
 由全球会展综合服务商振威展览股份主办的第十七届天津工博会明星子展——天津国际物流自动化与运输系统展览会,于2021年3月18-21日在天津梅江举办。

2021第23届中国工博会-工业自动化展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 2107 浏览
 第二十二届中国工博会将于2021年8月24日-28日在国家会展中心(上海)举办,届时中国工博会将规划大于28万平方米展示面积,9大专业展分别是数控机床与金属加工展,工业自动化展,节能环保技术与设备展、信息与通信技术应用展、新能源与电力电工展、新能源与智能网联汽车展、机器人展、科技创新展和新材料产业展,届时将有数10场高质量的高峰论坛及活动同期举行。

2021上海国际智能电网技术设备展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 950 浏览
 作为亚洲能源电力领域一大盛事,为积极推进“专业化、国际化、品牌化、信息化”发展,2021上海国际智能电网、电力自动化及电源展览会暨能源技术与设备展(ENERGY SHOW)以下简称ES”。

2021中国国际智能电源展览会

新物联号:利欧展览                              2020-10-21    共有: 1673 浏览
 中国国际电源展览会始于1995年,历史长、规模大,专业性强,是国内知名的专业电源展览会,经过25年、32场展会的努力,我们已成为客户采购电源产品、了解本年度电源行业发展的首选展会;是电源企业推介产品、树立品牌的上佳平台,在业内具有广泛影响力。

智慧消防-安心安全的消防

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-21    共有: 430 浏览
 综合利用移动互联网、数字集群、自组网、宽窄带等通信技术,重点解决不同类型复杂环境下的信号覆盖问题,实现日常条件消防设施动态信息和灾害现场各作战单元动态信息数据的畅通传输。

IC卡预付费管理系统,远程抄表管理好帮手

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-22    共有: 322 浏览
 不仅能够支持中心售卡及远程充值,对售卡、用水、用电等信息进行记录,形成报表,对合理有效的保护节省能源起到了积极的作用。
IC卡预付费管理系统适用于工业、农业用水、用电、用气预付费管理项目。

智能远程抄表,足不出户尽在掌握之中

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-23    共有: 337 浏览
 在相关单位建立一套智能远程抄表系统,通过无线传输的方式来实现远程抄表,对已测知数据进行存储整理,为客户的后期各种工作提供可靠的数据支持。

企业能源在线监测,监测企业能源消耗

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-23    共有: 349 浏览
 能源管控中心对大型用能企业的用水、电、气等进行系统监控管理,以及时了解能源使用状况,合理调度,达到提高能源使用效率,合理节约能耗的目的。

热网远程监控,监测热用户能耗

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-23    共有: 394 浏览
 热电厂提供热源蒸汽,向各热用户通过热力管网向各热用户统一输送,由监控中心统一进行监管,和有效调节,以量计费,降低能源消耗,提高供热质量。

城市大脑再发力  医院停车不再难

新物联号:目博科技                              2020-10-23    共有: 303 浏览
 浙一、浙二、浙大儿保就医不堵了!随着产业数字化转型步伐不断加快,车联网、智慧交通等应用正在悄然改变着人们的生活。近日,杭州主城区几大医院附近,原本早高峰堵得水泄不通不可开交的几条主路,9月下旬以来突然好转。

CEE.2021北京国际未来工业展|2021人工智能博览会

新物联号:上海秋硕展览有限公司                        2020-10-24    共有: 1691 浏览
 CEE.2021中国国际未来工业暨智能产业博览会
Cee.2021China International future industry and Intelligent Industry Expo
时间:2021年6月26日-6月28日      地点:北京亦创国际会展中心

2021北京国际智慧教育展|2021中国国际教育装备展会

新物联号:上海秋硕展览有限公司                        2020-10-24    共有: 1229 浏览
 引领行业未来发展——搭建展示交流平台
CEE.将致力于打造中国智慧教育及教育装备行业顶级权威品牌展会
构建全方位的交流与合作平台
同期召开:2021CEE第二十届亚洲国际消费电子展

热网泵站无人值守远程监控管理系统

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-27    共有: 452 浏览
 热网远程监控管理系统是指由热电厂提供热源蒸汽,向各热用户通过热力管网向各热用户统一输送,由监控中心统一进行监管,和有效调节,以量计费,降低能源消耗,提高供热质量。热网远程监控系统提供实时、准确、可靠的监测数据,使热网的调控有了可靠的依据,是国家热网用汽发展的必然和趋势。

郑好办APP上线智慧停车丨实时查询、一键导航、自助缴费

新物联号:目博科技                              2020-10-27    共有: 2545 浏览
 郑州智慧停车新模式,地磁作为前端车位信息采集设备,对接智慧停车系统高效运行

Linux4G遥测终端机,给您智能又安全的保障

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-28    共有: 314 浏览
 支持嵌入式数据库SQLite3、WEB SERVER服务,支持chrome,firefox等主流浏览器远程访问查看并设置参数

2021年新疆国际智能交通产业博览会

新物联号:交通展                               2020-10-28    共有: 1320 浏览
 同期活动
“一带一路”新疆交通产业发展大会高峰论坛
展会概况   国家“一带一路”重点展会·西北最大交通展
以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面落实《交通强国建设纲要》及推进交通强国试点工作,加快丝绸之路经济带核心区交通枢纽中心建设,促进行业技术交流,为新疆交通产业高质量发展提供有力支撑和保障;展会以“创新·融合·发展   助推丝绸之路核心区建设”为主题,将集

集无线传输一体的明渠在线计量终端

新物联号:唐山市柳林自动化设备有限公司                    2020-10-29    共有: 292 浏览
 该终端通过液位数据、结合辅助的工程建筑物,通过水利学公式来计算流量值的明渠流量仪表,本流量计集成(GPRS/4G/NB)无线远传功能,能够将现场监测的数据实时无线传输至监控中心数据平台

三轴传感器 原理:三轴加速度传感器原理_三轴加速度传感器应用

  三轴加速度传感器原理
  在加速度传感器中有一种是三轴加速度传感器,同样的它是基于加速度的基本原理去实现工作的,加速度是个空间矢量,一方面,要准确了解物体的运动状态,必须测得其三个坐标轴上的分量;另一方面,在预先不知道物体运动方向的场合下,只有应用三轴加速度传感器来检测加速度信号。由于三轴加速度传感器也是基于重力原理的,因此用三轴加速度传感器可以实现双轴正负90度或双轴0-360度的倾角,通过校正后期精度要高于双轴加速度传感器大于测量角度为60度的情况。
  目前的三轴加速度传感器大多采用压阻式、压电式和电容式工作原理,产生的加速度正比于电阻、电压和电容的变化,通过相应的放大和滤波电路进行采集。这个和普通的加速度传感器是基于同样的原理,所以在一定的技术上三个单轴就可以变成一个三轴。对于多数的传感器应用来看,两轴的加速度传感器已经能满足多数应用。但是有些方面的应用还是集中在三轴加速度传感器中例如在数采设备,贵重资产监测,碰撞监测,测量建筑物振动,风机,风力涡轮机和其他敏感的大型结构振动。

  三轴加速度传感器优点
  三轴加速度传感器的好处就是在预先不知道物体运动方向的场合下,只有应用三维加速度传感器来检测加速度信号。三维加速度传感器具有体积小和重量轻特点,可以测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质。

  三轴加速度传感器应用
  1、车身安全、控制及导航系统中的应用
  加速度传感器已被广泛应用于汽车电子领域,主要集中在车身操控、安全系统和导航,典型的应用如汽车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。
  目前车身安全越来越得到人们的重视,汽车中安全气囊的数量越来越多,相应对传感器的要求也越来越严格。整个气囊控制系统包括车身外的冲击传感器(Satellite Sensor)、安置于车门、车顶,和前后座等位置的加速度传感器(G-Sensor)、电子控制器,以及安全气囊等。电子控制器通常为16位或32位MCU,当车身受到撞击时,冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子控制器。
  随后电子控制器会立即根据碰撞的强度、乘客数量及座椅/安全带的位置等参数,配合分布在整个车厢的传感器传回的数据进行计算和做出相应评估,并在最短的时间内通过电爆驱动器(Squib Driver)启动安全气囊保证乘客的生命安全。
  通常仅靠ABS和牵引控制系统无法满足车辆在弯曲路段上的行车安全要求。该场合下电子稳定性控制系统 (ESC) 就能够通过修正驾驶员操作中的转向不足或过度转向,来控制车辆使其不偏离道路。该系统通过使用一个陀螺仪来测量车辆的偏航角,同时用一个低重力加速度传感器来测量横向加速度。将所得测量数据与通过行驶速度和车轮倾斜角两项数据计算得到的结果进行比对,从而调整车辆转向以防止发生侧滑。
  除了车身安全系统这类重要应用以外,目前加速度传感器在导航系统中的也在扮演重要角色。 其主要利于GPS卫星信号实现定位。而当进入卫星信号接收不良的区域或环境中,如遂道、高楼林立、丛林地带,就会因失去信号而丧失导航功能。基于MEMS技术的3轴加速度传感器配合陀螺仪或电子罗盘等元件一起可创建方位推算系统(DR, Dead Reckoning),对GPS系统实现互补性应用。
  2、硬盘抗冲击防护
  目前由于海量数据对存储方面的需求,硬盘和光驱等元器件被广泛应用到笔记本电脑、手机、数码相机/摄相机、便携式DVD机、PMP等设备中。便携式设备由于其应用场合的原因,经常会意外跌落或受到碰撞,而造成对内部元器件的巨大冲击。
  为了使设备以及其中数据免受损伤,越来越多的用户对便携式设备的抗冲击能力提出要求。
  一般便携式产品的跌落高度为1.2~1.3米,其在撞击大理石质地面时会受到约50KG的冲击力,硬盘等高速旋转的器件却在此类冲击下显得十分脆弱。
  如果在硬盘中内置3轴加速度传感器,当跌落发生时,系统会检测到加速的突然变化,并执行相应的自我保护操作,如关闭抗震性能差的电子或机械器件,让磁头复位,以减少硬盘的受损程度。
  3、消费产品中的创新应用
  3轴加速度传感器为传统消费及手持电子设备实现了革命性的创新空间。其可被安装在游戏机手柄上,作为用户动作采集器来感知其手臂前后、左右,和上下等的移动动作,并在游戏中转化为虚拟的场景动作如挥拳、挥球拍、跳跃、甩鱼竿等,把过去单纯的手指运动变成真正的肢体和身体的运动,实现比以往按键操作所不能实现的临场游戏感和参与感。
  此外,3轴加速度传感器还可用于电子计步器,人在走动的时候会产生一定规律性的振动,而加速度传感器可以检测振动的过零点,从而计算出人所走的步或跑步所走的步数,从而计算出人所移动的位移。并且利用一定的公式可以计算出卡路里的消耗。
  为电子罗盘(3D Compass)提供补偿功能,如果不带倾斜校正的电子指南针,需要用户水平放置。而利用加速度传感器可以测量倾角的这一原理,可以对电子指南针的倾斜进行补偿。
  也可用于数码相机的防抖,检测手持设备的振动/晃动幅度,当振动/晃动幅度过大时锁住照相快门,使所拍摄的图像永远是清晰的。
  3轴加速度传感器的应用范围很广, 还能用于手持设备的姿态识别和UI操作。例如借助3轴加速度传感器,手持设备可实现画面自动转向。
  设备显示的画面和信息会根据用户的动作而自动旋转。其通过内部传感器对重力向量的方向检测来确定设备处于水平或垂直状态,并自动调整显示状态,给用户带来方便。
  4、趣味性扩展功能
  3轴加速度传感器对用户操控动作的转变还可转化为许多趣味性的扩展功能上,如虚拟乐器、虚拟骰子游戏,以及“闪讯”(Wave Message)等。
  虚拟乐器内置的加速度传感器可检测用户对手持设备的挥动来控制乐器的节奏和音量等;骰子游戏也采用类似的原理,通过对挥动等动作的感知来控制虚拟骰子的旋转速度,并借助内部数学模型抽象的物理定律决定其停止的时间。
  “闪讯”是一个更富有想象力的应用,用户可利用此功能在空中进行文字编辑。“闪讯”即让手持设备通过加速度传感器捕捉用户在空中模拟写字的快速动作,主要适合较暗的环境下使用。手持设备上会安装发光的LED,由于人眼视网膜的视觉暂留现象,其在空中挥动的动作会在其眼中留下短暂的连续画面,完成写字的所有动作笔顺。
  随着MEMS微电子机械系统技术在传感器领域中的广泛应用,使得加速度传感器的体积变得更加轻便、性能得到明显提升。

三轴传感器 原理:三轴加速度传感器原理是什么,来看看吧!

在加速度传感器中,存在一种三轴加速度传感器,而它也是基于加速度的基本原理去实现工作的。在分析物体运动的时候,我们通常需要测出它在坐标轴上的三个分量。利用三轴加速度传感器,能够实现正负90度或双轴0-360度的倾角。接下来,传感爱好者就为大家详细讲解一下关于三轴加速度传感器的原理,来看看吧!
三轴加速度传感器原理
三轴加速度传感器可以在预先不知道物体运动方向情况下,用三维加速度传感器来检测出加速度的信号,可以较为全面反映出物体在运动时表现出的特性。
现阶段的三轴加速度传感器大多采用压阻式、压电式和电容式工作原理,造成的加速度正比于电阻、电压和电容的变化,通过对应的放大和滤波电路进行采集。这个和普通的加速度传感器是基于同样的基本原理,因此 在一定的技术上三个单轴就可以变成一个三轴。对于多数的传感器应用来看,两轴的加速度传感器已经能满足多数应用。可是有些方面的应用还是集中在三轴加速度传感器中例如在数采设备,昂贵资产监测,碰撞监测,测量建筑物振动,风机,风力涡轮机和其他敏感的大型结构振动。
三轴加速度传感器优点
三轴加速度传感器可被用以移动手持电子设备,能够安装在游戏机的手柄上,用于实现游戏的模拟操控。
三轴加速度传感器具有重量轻的特点,能够测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质,在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到非常广泛的应用。
三轴加速度传感器的优势就是在预先不知道物体运动方向的场合下,只能应用三维加速度传感器来检测加速度信号。三维加速度传感器具有重量轻和重量轻特点,能够测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质。
以上就是关于三轴加速度传感器原理的介绍了,随着现代科学技术的发展,各类传感器产品在各个领域中均出现了广泛的应用。理解三轴加速度传感器原理并不难,它本质上也是属于加速度传感器的一种。在未来,三轴加速度传感器也将朝向着轻便、灵活、实用的方向发展。
 三轴传感器 原理:三轴力传感器工作原理  第2张

三轴传感器 原理:三轴加速度传感器的类型、原理、特点和应用

作者:广州虹科电子科技
  三轴加速度传感器是加速度传感器中用来测量空间加速度的传感器,即测量物体在空间中速度变化的快慢,三轴加速度传感器与单轴、两轴加速度传感器在测量原理上没有差别,他们的主要差别在于测量的维度不同,三轴加速度传感器主要是将空间加速度在X、Y、Z三个轴上进行分解,在一定的技术上三个单轴就可以变成一个三轴。
1. 三轴加速度传感器的类型、原理与特点:
  根据加速度传感器的实现原理,目前加速度传感器主要的类型有:压阻式、压电式、电容式三种,他们是将待测量物体的加速度转化为传感单元的电阻/电压/电容的变化,再通过转换电路将传感单元的变化数值转化为电压值,接着进行信号相应的放大以及滤波处理,将模拟量处理为合适的稳定的输出信号,此时输出的信号为电压值,最后通过ADC转换器(模数转换器),转换为数字信号。
  压阻式加速度传感器是电阻性,呈现低阻抗,具有频率响应特性好、测量方法易行、线性度好等优点,其缺点是温度效应严重、灵敏度低;压电式加速度传感器是电容性的,高阻抗,它的优点是频带宽、灵敏度高、讯噪比高、结构简单、工作可靠和重量轻等。缺点是某些压电材料需要防潮措施,而且输出的直流响应差,需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷;电容式传感器的优点是:结构简单、适应性强、动态响应好、分辨率高、温度稳定性好、可实现非接触测量、具有平均效应,缺点是输出阻抗高,负载能力差。
  加速度传感器根据输出信号的不同,可分为:模拟式和数字式两种,两者的区别在于,模拟式输出值为电压,数字式输出值为数字信号,在具体的应用中模拟式传感器还需要加入数模转换器(ADC),但模拟式则已经集成了ADC电路,可直接通过通讯接口(SPI、I2C等)进行数据传输,在智能程度上数字式明显优于模拟式,但是高质量的ADC转换器价格昂贵甚至可能超出传感器部分的售格。
  三轴加速度传感器的特点是能够在预先不知道物体运动方向的场合下,准确且全面的测量出物体的空间加速度,并且体积小(常见的板尺寸在:3/4mm x 3/4/5mm不等),质量轻。如下为三轴传感器的一些常见参数介绍:
灵敏度:与ADC(模数转换器)等级相关,单位:mv/g(模拟式)或g(数字式),  g代表重力加速度9.8m/s2
解析度:表示了输入参数的最小增量。
测量范围:表示传感器所能测量加速度的最大、最小值。
1. 三轴加速度传感器的应用:
2.1常见应用领域【1】:
(1)汽车电子领域:
 以车身安全系统为例,当车身受到撞击时,冲击传感器会在几微秒内将信号发送至该电子控制器。随后电子控制器会立即根据碰撞的强度、乘客数量及座椅/安全带的位置等参数,配合分布在整个车厢的传感器传回的数据进行计算和做出相应评估,并在最短的时间内通过电爆驱动器启动安全气囊保证乘客的生命安全。
(2)便携式设备的抗冲击防护:
  便携式设备由于其应用场合的原因,经常会意外跌落或受到碰撞,而造成对内部元器件的巨大冲击。当跌落发生时,系统会检测到加速的突然变化,并执行相应的自我保护操作,如关闭抗震性能差的电子或机械器件,从而避免其受损,或发生硬盘磁头损坏或刮伤盘片等可能造成数据永久丢失的情况。
(3)卫星导航:
  当进入卫星信号接收不良的区域或环境中就会因失去信号而丧失导航功能。基于MEMS技术的3轴加速度传感器配合陀螺仪或电子罗盘等元件一起可创建方位推算系统,对GPS系统实现互补性应用。
(4)虚拟现实:
  例如AR/VR,游戏机手柄等,通过穿戴或手持的游戏装备、手柄,传感器同步感应人体加速度,根据加速度分析人体的动作,进而在游戏屏幕上同步呈现出相应的游戏动作,一些体感游戏甚至能达到与户外运动相同锻炼的效果。
2.2具体应用举例:
2.2.1人体跌倒监测系统【2】
  人体发生跌倒是指突发、不自主的、非故意的体位改变,一般只发生在短暂的一瞬间,在这瞬间人体的位置、速度和加速度都将发生瞬间的巨大变化,人体姿态也会发生相应变化,根据三轴加速度的数值可以计算出三个姿态角:“pitch俯仰角”,”roll左右偏侧角”,”paw竖直方向转角”,根据三个姿态角不仅可以判断出人体是否跌倒还可以得到人体姿态的具体姿态。
  以人体质点为原点,如图1所示,假设人体正前方为X轴,正左为Y轴,正上方为Z轴;那么三个姿态角的定义分别为:
pitch: X轴与水平面的夹角,对应人体向前向后的俯仰角,roll:Y轴与水平面的夹角,对应人体向左向右的侧偏角,paw: Z轴与竖直方向的夹角,对应人体绕Z轴的旋转角,他们与重力在X,Y,Z,轴方向上的加速度的关系如下:图1 :参考坐标系
  根据人体跌倒与日常生活活动(ADL)中的姿态的区别来判断跌倒是否产生,人体在跌倒时大部分是前后或侧向跌倒,这两跌倒都将分别导致Pitch和Roll在短时间内发生大幅度抖动,yaw值则主要用来辅助计算人体的静止姿态。考虑到MEMS(微机电系统)传感器容易受到噪声影响,还需要利用卡尔曼滤波算法对估算的倾斜角进行优化处理,部分消除噪声对MEMS加速度传感器测量值的影响,提高测量准确性,图2为其算法流程(流程图来自参考文献1):
图2:人体跌倒系统算法流程图
2.2.2 数字式三轴加速度传感器在快速准确监测机械故障方面的应用【3】
  振动频率作为计算机械疲劳强度的重要指标,保存和评估各种类型的机器和驱动器的特征性振动,冲击和振动参数,有助于优化机械传动系统的效率,并为这些参数确定合适的目标值和平均值。一方面,这可用于质量记录和性能参数的表示;另一方面,如果与预期的“良好”振动模式有偏差,则也可以在早期识别出即将发生的损坏。
  以MSR Electronics GmbH的MSR165微型数据记录仪为例,仅有拇指大小的记录器MSR165专门用于振动,冲击和振动检测的应用。其核心传感器元件是高分辨率的三轴数字加速度计。借助该电子设备和下游相应的评估电子设备,强大的数据记录仪能够在三个空间轴(x,y,z)上每秒执行1600次冲击和振动测量,能够记录三个轴上的±15 g或±200 g的冲击载荷和振动,MSR165还可以增加存储卡扩充模块,其测量量可扩充至10亿个。
  MSR165微型数据记录仪通过安装在待测设备上,对设备工作过程中的振动数据进行记录,然后将测量的数据导出到PC上的MSR PC软件,对振动过程的数据进行评估,MSR微型数据记录仪可在机械制造行业的所有领域中有针对性地使用,以检测和记录各种振荡模式,振动或冲击载荷,减少人为测量的误差影响。对记录的参数进行评估有助于快速,经济地进行故障诊断以及随后的机械或机电优化。最终,可以实现显着的时间和成本优势,尤其是在各种机器和驱动器的质量和可靠性方面的优势。图3为MSR PC软件的数据评估图。
图3:MSR PC软件的数据评估图
  总结:三轴加速度传感器是一种能够测量物体空间中的加速度的电子设备,根据传感器实现原理的不同,可分为压阻式、压电式、电容式等类型,这些传感器上的本质原理都是通过传感元件将物体加速度转化为其他的物理量,如电阻、电压、电容等,再通过转化和滤波电路等将这些物理量转化为合适的输出信号。三轴加速度传感器以其体积小,质量轻等特点在诸多领域应用非常广泛,例如汽车电子、卫星导航、虚拟现实、振动监测等,这些具体应用会涉及到许多额外的知识,需要足够的了解加速度与应用领域的物理量的转换关系,并据此做出一套算法流程去实施。
参考文献:
[1]百度百科三轴加速度计/?fr=aladdin
[2]王荣,章韵,陈建新.基于三轴加速度传感器的人体跌倒检测系统设计与实现[J].计算机应用,
2012,32(05):1450-1452+1456.
[3]Detecting machine trouble quickly and accurately SMM Schweizer , Maschinenmarkt magazine , July 2015 edition

下一篇: PLC、DCS、FCS三大控

上一篇: 电气控制线路图控制原