Labview倾角传感器的设计+电路图(4)
第五章：对实验方法作了简单的介绍；实验数据处理。
第吹冰章：总结本论文的研究内容，针对系统在其他更高要求领域中的应用，提出了一些改进完善措施。
2. 倾角传感器原理
2.1. 测量原理
加速度传感器是将加速度转换为电信号的传感器，当加速度计放置在被测物体上，物体沿某一方向倾斜时，加速度传感器由于受到重力加速度g在倾斜方向上的分量的作用，输出电压发生变化。但是加速度并不能够直接的表示物体的倾角，所以需要通过公式转换才能得到倾角值。
设X轴和水平面的夹角为俯仰角 ，Y轴与水平面的夹角为横滚角 。下面以俯仰角为例，推导出计算公式。
当加速度传感器水平放置在水平面上时，其初始状态坐标系如图 2.1所示
图 2.1 初始状态坐标系
此时俯仰角为0，各轴上的静态加速度值为：
（2.1）
当X轴与水平面产生俯仰角 时，加速度传感器的坐标系如图 2.2所示[ ]。
图 2.2 俯仰变化后的坐标系
将坐标系投影到XZ轴平面，可得到图 2.3所示的平面坐标系，由此可求得各轴上的静态加速度值：
（2.2）
由上面的等式，可以得到俯仰角的计算公式：
(2.3)
同理可以得到横滚角的计算公式
2.2. 倾角测量基础模型
下面介绍几种模型，有助于计算出倾斜角度并且根据这些模型建立数值模型来补偿由安装引起的系统误差。首先是最基本的基础模型。传感器在静态的状态下仅由重力加速度引起敏感轴输出变化的情况下进行的。
如图 2.4所示， 是倾斜角度。如果只有重力加速值已知或可测的情况下，则基础模型下基于加速度计算倾角的公式如下：
2.5）
如果 和g能够精确测量得到，那么理论上 也可精确算出。但是 并不能够确切得到，因为安装误差的存在，加速度计的敏感轴不是完全互相垂直的，而且重力加速度也不能直接精确测量得到[ ]。
若三个轴互相垂直，g在三文模型中可以表示成 （2.6）
2.3. 倾角测量物理模型
为了测量得到 和g，建立一个物理模型来测量重力加速的的三个部分。由于条件的局限，直接精确的测量上述两个参量不太可能。我们能够用一个三文的模型用向量来表示加速度。这就表明需要三个敏感轴来测量 和g。
三个敏感轴安装在一个圆柱对象上来测量倾角，如图 2.5所示。参考坐标系是一个三文的坐标系，Z轴和重力加速度g方向一致，而X和Y轴则是与地球表面平行。敏感轴上 在它的方向上测量重力加速的的分量 ，r=1,2,3。PQ是圆柱的中轴。相关的角度定义如下：
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