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三轴加速度计在飞行器中是如何测量的

作者:admin  更新时间:2017-10-19
飞行器分很多种类,比如军用飞机、民用飞机、无人机等,在其飞行过程中,为了获得准确的姿态信息,要通过加速度传感器、陀螺仪等监控其状态,本文简单整理了三轴加速度计在飞行器的测量过程。
  飞行器上的姿态指示系统主要是指测量和指示飞机姿态的仪表系统,它为飞行员和其他机载电子设备(如飞行指引系统,自动飞行控制系统和雷达等)提供俯仰角,横滚角和偏航角等参数信息。传统姿态指示系统主要由地平仪飞行器,转弯仪和侧滑仪组成,体积较大,结构复杂且精度较差,现在广泛使用的数字式姿态指示系统采用了高精度陀螺和加速度计,精度大大提高,但由于传统的高精度陀螺扛过载能力较差,体积大且价格贵,其应用领域受到极大的限制。
  三轴加速度计工作原理
在地球上任何位置的物体都受到重力的作用而产生一个加速度,加速度传感器可以用来测定变化或恒定的加速度。把三轴加速度传感器固定到物体上,当物体姿态改变时,加速度传感器的敏感轴相对于重力场发生变化,加速度传感器的敏感轴输出重力在其相应方向产生的重力分量信号。在静止状态下,3个轴向的输出值为重力加速度分别在3个轴向的分量,输出值的大小与3个轴向跟竖直方向的夹角有关。测量原理图:
三轴加速度计在飞行器中是如何测量的
g为重力加速度方向,它与加速度传感器敏感轴之间的夹角为θ,加速度传感器在敏感轴方向测得的加速度值实际就是重力加速度在该方向上的分量,大小为:
三轴加速度计在飞行器中是如何测量的
  写在最后,目前的三轴加速度传感器大多采用压阻式、压电式和电容式原理,具有体积小和重量(gm)轻特点,可以测量空间加速度,能够全面准确反映物体的运动性质,在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到广泛的应用。