加速度傳感器在汽車測速和計程中的應用

加速度傳感器在汽車測速和計程中的應用

由創新網小編于星期一, 2014-12-29 14:13 發表

速度和路程是日常生活常用的兩個概念，它們分別是用來衡量物體運動快慢和距離的物理量。但兩者之間存在著一定的數學關系，我們可以將路程理解為無限多個非常小的時間段內以特定速度運動距離的總和，即從學術上講路程是速度對時間的積分。如今所有的汽車都裝有速度和里程儀表盤，由此可見對汽車速度和里程的測量具有非常重要的作用。對汽車速度的測量不僅可以讓我們根據需要來調節速度的大小，還能將汽車的速度限定在安全范圍以內，尤其是在復雜多變的路況下，避免各種因車速而帶來的交通問題。里程表則是對汽車行駛路程的統計，有利于對汽車的維護和保養，也可以讓我們根據行駛的路程判斷汽車油量的多少，及時進行燃料補給。

一般汽車速度大小是通過對車輪的轉動圈數的測量而得到的，而如何對車輪轉動情況進行檢測常用的方法則是利用霍爾效應。我們可以將內部裝有霍爾元件的設備固定在汽車上，磁鐵則可以固定住轉動的軸承上。這樣在汽車運動的過程中當磁鐵靠近檢測設備時就能得到一個脈沖信號，我們可以根據脈沖信號算出驅動軸承在單位時間的轉動圈數，進而計算得到汽車的速度。然而安裝上比較復雜，同時測量的環境也比較惡劣，加上測量原理的原因，安裝的位置也會受到限制。因此在這里提出利用加速度傳感器來對速度進行測量，同時我們又可以單獨得到汽車的加速大小，并將其應用到汽車的防抱死和安全氣囊上面，實現一舉多得。

下面我們說說如何利用加速度傳感器來進行速度和路程的測量，為簡化分析我們先從一維運動開始分析，從汽車開始啟動我們可以將運動過程分成多個非常小的時間段t1、t2、t3…，在這每個時間段里我們認為加速度是恒定的a1、a2、a3…，因為初速為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+…，當這些時間分割的無限小的時候即得到的是速度是加速度對時間的積分，而路程是速度對時間的積分即加速度對時間的二重積分。這只是針對一維空間的運動情況，實際情況是在三個方向都可能有，因此還需擴展到三維空間中去。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