什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?

2021/11/05 02:55 · 传感器知识资讯 ·  · 什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?已关闭评论
摘要:

什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?我们会经常听到别人说三轴、六轴、九轴传感器,这些传感器指的什么,其中到底又有哪些区别呢?实际上,只要说到多少轴的传感器一般是就是指加速度传感器(即加速计)、角速度传感器(即陀螺仪)、磁感应传感器(即电子罗盘)。这

什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?  第1张

什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?

  我们会经常听到别人说三轴、六轴、九轴传感器,这些传感器指的什么,其中到底又有哪些区别呢?
  实际上,只要说到多少轴的传感器一般是就是指加速度传感器(即加速计)、角速度传感器(即陀螺仪)、磁感应传感器(即电子罗盘)。这三类传感器测量的数据在空间坐标系中都可以被分解为X,Y,Z三个方向轴的力,因此也常常被称为3轴加速度计、3轴陀螺仪、3轴磁力计。
  上面3类传感器有其各自的功能特点及应用,比如加速计可以测量设备的测斜情况,陀螺仪可以测量设备自身的旋转运动,还有磁力计可以定位设备的方位。通过它们相互组合和匹配融合又可以衍生出更多的不同应用,在叫法上通过这样简单的轴数上相加的可以变成六轴传感器或者九轴传感器。
  六轴传感器:通常指的是三轴加速度计+三轴加速度计,三轴加速器是检测横向加速的,三轴陀螺仪是检测角度旋转和平衡的,可以用在体感游戏上。
  九轴传感器:就是三轴加速度计+三轴陀螺仪+三轴磁强计的组合,在飞行器上是广泛应用的。
  另外,在九轴传感器基础上在加入气压传感器,从而能获取海拔高度的数据,也有人把这些传感器组合称为十轴传感器。
什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?  第2张

什么轴传感器:三轴加速度传感器

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。现在无人机领域应用广泛。什么轴传感器:三轴、六轴、九轴传感器有什么区别?  第3张

什么轴传感器:九轴传感器是啥?如何发挥作用?

越来越多的VR在宣传“九轴传感器”的概念,这似乎成了VR硬件的新标准,到底什么是九轴传感器?如何发挥作用呢?
什么是九轴传感器
传感器(sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将信息按一定规律转换成电信号,进行传输、处理、存储、显示、记录等。传感器的类型有很多,如声音传感器(常见的声控灯)、温度传感器(电水壶)等等,被广泛应用在各类电子产品中。
所谓九轴传感器,其实三种传感器的组合:3轴加速传感器、3轴陀螺仪和3轴电子罗盘(地磁传感器)。三个部分作用不同,相互配合,是我们手机、平板电脑、游戏机等电子产品中常用的运动感测追踪元件,应用于各类软件、游戏中的交互控制。
加速传感器
加速传感器是测量空间中各方向加速度的。它利用一个“重力块”的惯性,传感器在运动的时候,“重力块”会对X、Y、Z方向(前后左右上下)产生压力,再利用一种压电晶体,把这种压力转换成电信号,随着运动的变化,各方向压力不同,电信号也在变化,从而判断手机的加速方向和速度大小。比如你突然把手机往前推,传感器就知道你是在向前加速了。
陀螺仪
陀螺仪是一种用于测量角度以及维持方向的设备,在飞行游戏,体育类游戏和第一视角类射击等游戏中,可以完整监测游戏者手的位移,从而实现各种游戏操作效果。下图是一个最基础的机械陀螺仪模型,中间金色的转子在整个仪器的运动中,它因为惯性作用不受影响,而周边三个“钢圈”则会因为设备改变姿态而改变,通过这样来检测设备当前的旋转状态。

其实,在我们的手机等电子产品中的陀螺仪并不长这个样子。它和加速传感器一样也是一个微电子元件,利用科里奥利力,通过连续震动的振子在旋转系统中的运动偏移,改变电路状态,引起相关电参数的变化,从而可以反映出左右倾斜、前后倾斜和左右摇摆等运动情况。
什么是科里奥利力?假设在一个逆时针转动的圆盘中央O点有个运动员(O点不动),要把篮球传给站在边缘A点的另一个运动员,当他沿OA直线方向投球后,A点的运动员会发现篮球向右偏转,最终落在A‘点。以转动的圆盘为参照系,篮球仿佛受到一股向右的力,从而发生偏移,这个力就称为科里奥利力。
电子罗盘(地磁传感器)
利用加速传感器和陀螺仪,基本可以描述设备的完整运动状态。但是随着长时间运动,也会产生累计偏差,不能准确描述运动姿态,比如操控画面发生倾斜。电子罗盘(地磁传感器)利用测量地球磁场,通过绝对指向功能进行修正补偿,可以有效解决累计偏差,从而修正人体的运动方向、姿态角度、运动力度和速度等。
传感器需配合算法程序
九轴传感器作为集成化传感器模块,减少了电路板和整体空间,更适合用在轻巧便携的电子设备和可穿戴产品中。集成化传感器的数据准确度除了器件本身的精度外,还涉及到焊接装配后的矫正,以及针对不同应用的配套算法。合适的算法可以将来自多种传感器的数据融合,弥补了单个传感器在计算准确的位置和方向时的不足,从而实现高精度的运动检测。

什么轴传感器:什么叫曲轴传感器?

曲轴位置传感器的作用就是确定曲轴的位置,也就是曲轴的转角以及发动机转速。它通常要配合凸轮轴位置传感器一起来工作——确定基本点火时刻

曲轴位置传感器工作原理:
主要有三种类型:磁电感应式、霍尔效应式和光电式。三种类型的工作原理分别为:
1、磁电感应式:
磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器分上、下两层安装在分电器内。传感器由永磁感应检测线圈和转子(正时转子和转速转子)组成,转子随分电器轴一起旋转。正时转子有一、二或四个齿等多种形式,转速转子为 24个齿。永磁感应检测线圈固定在分电器体上。若已知转速传感器信号和曲轴位置传感器信号,以及各缸的工作顺序,就可知道各缸的曲轴位置。磁电感应式转速传感器和曲轴位置传感器的转子信号盘也可安装在曲轴或凸轮轴上。
2、 霍尔效应式:
霍尔效应式转速传感器和曲轴位置传感器是一种利用霍尔效应的信号发生器。霍尔信号发生器安装在分电器内,与分火头同轴,由封装的霍尔芯片和永久磁铁作成整体固定在分电器盘上。触发叶轮上的缺口数和发动机气缸数相同。当触发叶轮上的叶片进入永久磁铁与霍尔元件之间,霍尔触发器的磁场被叶片旁路,这时不产生霍尔电压,传感器无输出信号;当触发叶轮上的缺口部分进入永久磁铁和霍尔元件之间时,磁力线进入霍尔元件,霍尔电压升高,传感器输出电压信号。
3、光电式:
光电式曲轴位置传感器一般装在分电器内,由信号发生器和带光孔的信号盘组成。其信号盘与分电器轴光电式一起转动,信号盘外圈有 360条光刻缝隙,产生曲轴转角 1 °的信号;稍靠内有间隔 60 °均布的 6 个光孔,产生曲轴转角 120 °的信号,其中 1 个光孔较宽,用以产生相对于 1 缸上止点的信号。信号发生器安装在分电器壳体上,由二只发光二极管、二只光敏二极管和电路组成。发光二极管正对着光敏二极管。信号盘位于发光二极管和光敏二极管之间,由于信号盘上有光孔,则产生透光和遮光交替变化现象。当发光二极管的光束照到光敏二极管时,光敏二极管产生电压;当发光二极管光束被档住时,光敏二极管电压为0 。这些电压信号经电路部分整形放大后,即向电子控制单元输送曲轴转角为 1 °和 120°时的信号,电子控制单元根据这些信号计算发动机转速和曲轴位置。
曲轴位置传感器通常安装在分电器内,是控制系统中最重要的传感器之一。其作用有:检测发动机转速,因此又称为转速传感器;检测活塞上止点位置,故也称为上止点传感器,包括检测用于控制点火的各缸上止点信号、用于控制顺序喷油的第一缸上止点信号。

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