雙軸傾角傳感器的設計基于牛頓第二定律的基本原理。根據(jù)這一物理原理,在系統(tǒng)內(nèi)部,速度是無法直接測量的,但可以測量加速度。通過已知初速度,可以通過積分計算線速度,從而計算直線位移。因此,該傳感器實際上是一種應用慣性原理的加速度傳感器。當傾角傳感器處于靜止狀態(tài)時,即側(cè)面和垂直方向沒有加速度作用時,作用在其上的僅有重力加速度。夾在重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的角度即為傾斜角度。
雙軸傾角傳感器共用兩個敏感軸,分別為X軸和Y軸。當敏感軸與重力方向呈90°時,每次傾斜輸出的角度變化值較大;當敏感軸與重力方向呈45°角時,每次引起的角度變化值較小;當兩者接近平行時,每次偏移幾乎不再引起輸出變化?;谶@個原理,該雙軸傳感器能夠測量更多類型的物體和角度,從而極大提高了測量效率。
雙軸測量的優(yōu)勢在于它不僅滿足了單軸傾角傳感器的測量需求,還能夠測量外形不規(guī)則物體的角度大小。通過兩個方向角度的差值,可以得出所測夾角的大小。此外,通過從不同方向進行多次測量再求均值,可以獲得更準確的角度測量結(jié)果,顯著提升了測量精準度。并且還具有同時測量物體滾轉(zhuǎn)角和俯仰角的能力。
增加第二個軸后,即使第三個軸上存在傾斜,也可以測得精確值。而單軸傾角傳感器只要在除X軸以外的任何軸上存在傾斜,就可能引起顯著的誤差。對于需要更高分辨率或要求在完整的360度范圍內(nèi)區(qū)分傾角的應用,單軸傾角傳感器無法提供360°的測量,而雙軸則能夠完整地測量360度傾斜,并通過測得的各軸加速度符號確定角度所處的象限。
相比之下,使用單軸傳感器時,隨著水平面和X軸之間夾角的增大,靈敏度會下降。而雙軸傾角傳感器在X軸和Y軸都與重力方向垂直時,所得的兩個角度分別是被測物體的滾轉(zhuǎn)角和俯仰角。隨著一個軸的靈敏度下降,另一個軸的靈敏度會上升。此外,這款傳感器同時測量角度,可以降低分開測量所帶來的誤差。?