Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет.

Кафедра корабельных систем управления

Лабораторная работа №1

«Исследование микроакселерометра ADXL202-EB-232A»

выполнили:

группа: 3461

факультет: ЭА

СПб 2007г.

Цель работы:

Цель работы – изучение основных свойств микроакселерометра ADXL202-EB-232A, входящего в состав инерциального измерительного модуля.

Описание работы:

Лабораторная установка представляет собой поворотную платформу с горизонтальной z (рис. 1) и вертикальной x осями вращения.

Рис. 1.

В лабораторной работе мы выполняем градуировку акселерометра в гравитационном поле Земли, когда в качестве вектора ускорения используется вектор ускорения силы тяжести, ориентированный в первом приближении по нормали к горизонтальной плоскости. В начальный момент времени измерительные оси акселерометра y и z на рис. 1. ориентированы в горизонтальной плоскости. Горизонт (или горизонтальную плоскость) можно выставить по пузырьковому уровню. Затем необходимо выставить платформу в вертикальное положение (+90 или –90о) с помощью винта 5. При этом отсчет углового положения акселерометра определяют по лимбу 1. Затем, используя винт 5, вращают платформу вокруг оси z из вертикального положения, меняя проекцию вектора ускорения силы тяжести g на ось y. На втором этапе сначала необходимо повернуть платформу по лимбу 4 на 90º с помощью винта 2 вокруг оси x и снова выставить платформу в вертикальное положение (+90 или –90о). После этого, вращая платформу из вертикального положения вокруг оси y, меняют проекцию силы тяжести Ax на ось z.

Процедура измерений сводится к заданию фиксированных углов наклона платформы, отсчитываемых по лимбу, и сопоставления им результатов измерений, полученных с выхода микроакселерометра с помощью специального программного обеспечения. Необходимо учитывать, что данные записываются в коде, при этом 5 В (выходной сигнал МА имеет значение 0…5 В в зависимости от величины действующего ускорения) соответствует код «4095» . Поэтому для пересчета полученного кода в вольты необходимо его разделить на 4095 и умножить на 5. Например, имеется код «2245». Ему соответствует (2245/4095)×5 = 1.096 ≈ 1.1 (В).

При проведении работы требуется получить зависимость выходного сигнала акселерометра от углов отклонения платформы относительно плоскости горизонта. Рекомендуемый шаг изменения углового положения платформы – 10о. Акселерометр наиболее чувствителен к наклону, когда его ось чувствительности перпендикулярна ускорению силы тяжести (вектору g), т. е. параллельна поверхности Земли. При такой ориентации чувствительность к изменениям угла наклона является самой высокой. Когда акселерометр ориентируется по оси ускорения силы тяжести, т. е. вблизи показаний +1 g или –1 g (вертикальное положение платформы), изменение в выходном ускорении, приходящееся на единицу градуса, незначительно.

Таблицы результатов эксперимента:

Ориентация оси по отношению к горизонту

Ось Y

Ось Z

-90

3,04

2,04

-80

3,04

2,05

-70

3,02

2,05

-60

3

2,07

-50

2,97

2,09

-40

2,93

2.14

-30

2,88

2.17

-20

2,83

2.24

-10

2,78

2.31

0

2,72

2.24

10

2,67

2.41

20

2,62

2.46

30

2,57

2.53

40

2,52

2.55

50

2,48

2.59

60

2,45

2.62

70

2,43

3.64

80

2,41

3.66

90

2,41

3,67

График зависимости выходного сигнала акселерометра по оси Y от углов отклонения платформы относительно плоскости горизонта:


График зависимости выходного сигнала акселерометра по оси Z от углов отклонения платформы относительно плоскости горизонта:


Вывод:

Полученные нами зависимости выходного сигнала от угла наклона платформы полностью совпадают с ожидаемыми характеристиками микроакселерометра.