• 加速度传感器在汽车测速和计程中的应用

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    加速度传感器在汽车测速和计程中的应用

    创新网小编星期一, 2014-12-29 14:13 发表

    速度和路程是日常生活常用的两个概念,它们分别是用来衡量物体运动快慢和距离的物理量。但两者之间存在着一定的数学关系,我们可以将路程理解为无限多个非常小的时间段内以特定速度运动距离的总和,即从学术上讲路程是速度对时间的积分。如今所有的汽车都装有速度和里程仪表盘,由此可见对汽车速度和里程的测量具有非常重要的作用。对汽车速度的测量不仅可以让我们根据需要来调节速度的大小,还能将汽车的速度限定在安全范围以内,尤其是在复杂多变的路况下,避免各种因车速而带来的交通问题。里程表则是对汽车行驶路程的统计,有利于对汽车的维护和保养,也可以让我们根据行驶的路程判断汽车油量的多少,及时进行燃料补给。

    一般汽车速度大小是通过对车轮的转动圈数的测量而得到的,而如何对车轮转动情况进行检测常用的方法则是利用霍尔效应。我们可以将内部装有霍尔元件的设备固定在汽车上,磁铁则可以固定住转动的轴承上。这样在汽车运动的过程中当磁铁靠近检测设备时就能得到一个脉冲信号,我们可以根据脉冲信号算出驱动轴承在单位时间的转动圈数,进而计算得到汽车的速度。然而安装上比较复杂,同时测量的环境也比较恶劣,加上测量原理的原因,安装的位置也会受到限制。因此在这里提出利用加速度传感器来对速度进行测量,同时我们又可以单独得到汽车的加速大小,并将其应用到汽车的防抱死和安全气囊上面,实现一举多得。

    下面我们说说如何利用加速度传感器来进行速度和路程的测量,为简化分析我们先从一维运动开始分析,从汽车开始启动我们可以将运动过程分成多个非常小的时间段t1t2t3…,在这每个时间段里我们认为加速度是恒定的a1a2a3…,因为初速为0,那么速度大小就可以表示为V=a1•t1+a2•t2+a3•t3+…,同样,我们可以利用和上面一样的方法得到路程S=v1•t1+v2•t2+v3•t3+…,当这些时间分割的无限小的时候即得到的是速度是加速度对时间的积分,而路程是速度对时间的积分即加速度对时间的二重积分。这只是针对一维空间的运动情况,实际情况是在三个方向都可能有,因此还需扩展到三维空间中去。而具体需要做的是利用三轴加速传感器得到三个方向的加速度,然后通过积分电路得到速度和路程。

    来源:传感器传家网

     


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