加速度傳感器在汽車測(cè)速和計(jì)程中的應(yīng)用

加速度傳感器在汽車測(cè)速和計(jì)程中的應(yīng)用

由創(chuàng)新網(wǎng)小編于星期一, 2014-12-29 14:13 發(fā)表

速度和路程是日常生活常用的兩個(gè)概念，它們分別是用來衡量物體運(yùn)動(dòng)快慢和距離的物理量。但兩者之間存在著一定的數(shù)學(xué)關(guān)系，我們可以將路程理解為無限多個(gè)非常小的時(shí)間段內(nèi)以特定速度運(yùn)動(dòng)距離的總和，即從學(xué)術(shù)上講路程是速度對(duì)時(shí)間的積分。如今所有的汽車都裝有速度和里程儀表盤，由此可見對(duì)汽車速度和里程的測(cè)量具有非常重要的作用。對(duì)汽車速度的測(cè)量不僅可以讓我們根據(jù)需要來調(diào)節(jié)速度的大小，還能將汽車的速度限定在安全范圍以內(nèi)，尤其是在復(fù)雜多變的路況下，避免各種因車速而帶來的交通問題。里程表則是對(duì)汽車行駛路程的統(tǒng)計(jì)，有利于對(duì)汽車的維護(hù)和保養(yǎng)，也可以讓我們根據(jù)行駛的路程判斷汽車油量的多少，及時(shí)進(jìn)行燃料補(bǔ)給。

一般汽車速度大小是通過對(duì)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的測(cè)量而得到的，而如何對(duì)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況進(jìn)行檢測(cè)常用的方法則是利用霍爾效應(yīng)。我們可以將內(nèi)部裝有霍爾元件的設(shè)備固定在汽車上，磁鐵則可以固定住轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承上。這樣在汽車運(yùn)動(dòng)的過程中當(dāng)磁鐵靠近檢測(cè)設(shè)備時(shí)就能得到一個(gè)脈沖信號(hào)，我們可以根據(jù)脈沖信號(hào)算出驅(qū)動(dòng)軸承在單位時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)，進(jìn)而計(jì)算得到汽車的速度。然而安裝上比較復(fù)雜，同時(shí)測(cè)量的環(huán)境也比較惡劣，加上測(cè)量原理的原因，安裝的位置也會(huì)受到限制。因此在這里提出利用加速度傳感器來對(duì)速度進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)我們又可以單獨(dú)得到汽車的加速大小，并將其應(yīng)用到汽車的防抱死和安全氣囊上面，實(shí)現(xiàn)一舉多得。

下面我們說說如何利用加速度傳感器來進(jìn)行速度和路程的測(cè)量，為簡(jiǎn)化分析我們先從一維運(yùn)動(dòng)開始分析，從汽車開始啟動(dòng)我們可以將運(yùn)動(dòng)過程分成多個(gè)非常小的時(shí)間段t1、t2、t3…，在這每個(gè)時(shí)間段里我們認(rèn)為加速度是恒定的a1、a2、a3…，因?yàn)槌跛贋?/span>0，那么速度大小就可以表示為V=a1?t1+a2?t2+a3?t3+…,同樣，我們可以利用和上面一樣的方法得到路程S=v1?t1+v2?t2+v3?t3+…，當(dāng)這些時(shí)間分割的無限小的時(shí)候即得到的是速度是加速度對(duì)時(shí)間的積分，而路程是速度對(duì)時(shí)間的積分即加速度對(duì)時(shí)間的二重積分。這只是針對(duì)一維空間的運(yùn)動(dòng)情況，實(shí)際情況是在三個(gè)方向都可能有，因此還需擴(kuò)展到三維空間中去。而具體需要做的是利用三軸加速傳感器得到三個(gè)方向的加速度，然后通過積分電路得到速度和路程。

來源：傳感器傳家網(wǎng)