Versnellingsmeter VS-gyroscoop – onderscheid maken tussen de twee sensoren

Bewegingssensoren zijn cruciaal in de technologische wereld met een storm omdat ze bewegingen detecteren en meten. De sensoren bevatten een versnellingsmeter versus een gyroscoop die werkt via een micro-elektromechanisch systeem (MEMS).

Het goede nieuws is dat je tonnen sensoren op de markt zult vinden. Het kan echter moeilijk zijn om genoegen te nemen met het beste apparaat, daarom bespreken we vandaag de verschillen tussen een versnellingsmeter en een VS-gyroscoop.

Gyroscoop

(gyroscoop) 

Definitie

Een gyroscoopsensor is een compact apparaat dat de oriëntatie of rotatieveranderingen bepaalt met behulp van de zwaartekracht van de aarde. Dan is het belangrijkste principe het behoud van het impulsmoment.

Sommige gyroscopen omvatten MEMS, elektronische en mechanische gyroscopen, enz.

Werkingsprincipe

De gyroscoopstructuur bestaat uit een rotor, cardanische ophangingen (drie ringen rond de rotor), een gyroscoopframe en een spin-as.

Delen van een gyroscoop

Normaal gesproken werkt een gyroscoop via een precessie-effect waarbij het draaien van de spin-as het mogelijk maakt om de zwaartekracht te trotseren. Met andere woorden, het past zich onmiddellijk aan de zijkant aan in plaats van om te vallen door de zwaartekracht.

Toepassingen

• Sommige toepassingen van de gyroscoop omvatten;
• Consumentenelektronen via MEMS-gyroscopen zoals high-end en mid-range Android-telefoons,
• Traagheidsgeleidingssystemen via de Inertial Measurement Unit (IMU),
• Stabiliteit in schepen, motorfietsen en voertuigen,
• Ruimtestations en 

(orbitaal ruimtestation)

• Vliegtuigen.

Versnellingsmeter

Definitie

Een versnellingsmeter is een elektromechanisch apparaat dat niet-zwaartekrachtversnelling detecteert en meet. Dat wil zeggen, reagerend op trillingen die worden veroorzaakt door beweging in de tijd.

PCB-versnellingsmeter

Bovendien bepalen ze gewoonlijk de oriëntatie en detecteren ze trillingen, snelheid of positie.

Werkingsprincipe

Versnellingsmeters hebben twee verschillende werkingsprincipes, namelijk verandering in capaciteit en piëzo-elektrisch effect.

Verandering in capaciteit

De eerste methode gebruikt een formule om versnelling te vinden. Dus, Kracht =Massa × Versnelling. Daarom zal versnelling de huidige kracht / massa van het object zijn.

Stappen in het werken

• Ten eerste zijn er twee capacitieve platen.
• Dan zal de massa van een object op een van de capacitieve platen drukken en een verandering in capaciteit veroorzaken. Op die manier meet je ook de kracht.
• Ten slotte meten we versnelling met behulp van de waarde van bekende massa en kracht.

Piëzo-elektrisch effect

Stappen

• Versnellingsmeters produceren een spanning wanneer er trillingen zijn, omdat ze microscopisch kleine kristalstructuren bevatten die spanning genereren wanneer ze worden ingedrukt.
• Ten tweede geeft de geproduceerde spanning de waarde van de huidige versnelling.

Toepassingen

• Versnellingsmeter-applicaties zijn als volgt;
• Toepassingen of games die bewegingsdetectie vereisen, zoals Kinect, Wii, enz.,
• Fitness wearables of trackers,

(draagbaar draadloos lichaamsnetwerk) 

• Medische hulpmiddelen, bijv. kunstmatige lichaamsdelen,
• Valdetectie,
• Aardbevingsdetectie,
• Kanteldetectie, zoals bij iPhones om te detecteren of de telefoon zich in een liggende of staande modus bevindt,
• Kaart/kompas-applicaties op een mobiel apparaat via as-gebaseerde detectie (Android, iPhones, etc.)

Verschil tussen gyroscoop en versnellingsmeter

De onderstaande vergelijkende tabel toont het verschil tussen de versnellingsmeter en de gyroscoop.

Hoe een versnellingsmeter versus gyroscoop kiezen?

Bij het kiezen van een versnellingsmeter of gyroscoop zijn er verschillende criteria waarmee u rekening moet houden voordat u tot aankoop overgaat. Bovendien hangt uw keuze vaak af van het project en de vereisten.

Laten we nu eens kijken naar het brede scala aan factoren die nodig zijn.

Versnellingsmeter

Factoren zijn onder meer;

• Bereik

Als u zeer nauwkeurige versnellingen wilt meten, kiest u een versnellingsmeter met een hoog bereik, bij voorkeur 2Gs of hoger. De hoogst gemeten versnelling kan oplopen tot 5000Gs.

• Interface

Ondanks dat je versnellingsmeters via analoge en digitale circuits kunt aansluiten, kun je het beste genoegen nemen met een digitale interface. Voorbeelden van interfaces zijn seriële interfaces zoals I2C of SPI, PWM-interfaces of analoog-naar-digitaal-convertersinterfaces. Het kan ook communiceren met boards zoals Raspberry Pi en Arduino.

• Het aantal gemeten assen.

De twee soorten versnellingsmeters hebben drie of twee assen.

Een drie-assige versnellingsmeter

Tegenwoordig is de focus verschoven naar een eenassige versnellingsmeter die eruitziet als een miniatuur 3-assige versnellingsmeter. De mini-3-assige versnellingsmeters zijn ideaal omdat ze de versnelling met hoge precisie meten, maar slechts op een paar apparaten werken. Toch zijn ze betaalbaar.

• Stroomverbruik

Overweeg vervolgens de grootte van de geïntegreerde printplaat en de massa van de accelerometer, aangezien deze van invloed zijn op het stroomverbruik en de prestatiegevoeligheid. Ook is het aanbevolen stroomverbruik ongeveer 100 s van een µA-bereik.

Bovendien kunt u een digitale versnellingsmeter vinden met een slaapfunctie, omdat deze helpt energie te besparen wanneer het apparaat inactief is.

• Bonusfuncties

Nieuwere accelerometermodellen hebben bonusfuncties zoals tikdetectie, 0-g-detectie, slaapcontrole en selecteerbare meetbereiken.

• Gevoeligheid

Gevoeligheid verwijst naar de meetbare hoeveelheid verticale kracht door een versnellingsmeter volgens een verandering in versnelling. Helaas resulteert het versnellen van de versnellingsmeter consequent in een onnauwkeurige meting vanwege de lage gevoelige output.

• Kosten

Kijk tot slot altijd naar uw budget. Als u bijvoorbeeld versnelling tegen een kleine prijs moet meten, kies dan voor kantel-/richtschakelaars en niet voor versnellingsmeters.

Versnellingsmeter versus gyroscoop： Gyroscoop

Factoren zijn onder meer;

• Bereik

Houd eerst het maximale bereik van de gyroscoop lager dan de maximale hoeksnelheid die u moet meten. Houd het bereik van de gyroscoop daarentegen iets hoger dan de verwachte waarde voor een hogere precisie en gevoeligheid.

• Digitaal versus analoog (interfaces)

Bijna alle gyroscopen hebben analoge uitgangsinterfaces, maar in zeldzame gevallen vindt u er enkele met digitale interfaces, d.w.z. I2C of SPI. De analoge uitgangsinterface is eenvoudig te integreren met een MCU.

• Het aantal gemeten assen.

Gyroscoop met drie assen

Een 3-assige gyroscoop begint de laatste tijd te stijgen, de beschikbare gyroscopen op de markt zijn 2- of 1-assig. Ga tijdens uw selectie voor een gyroscoop die past bij uw meetwensen. Sommige 2-assige apparaten meten bijvoorbeeld vaak de rol en stamp, terwijl de rest gier en stamp kan meten.

• Stroomverbruik

Als u aan een project op batterijen werkt, moet uw keuze voor gyroscopen rekening houden met het stroomverbruik. Het standaard stroomverbruik ligt in de 100s van het µA-bereik.

Kijk ook of de gyro een slaapfunctie heeft voor energiebesparing wanneer deze niet nodig is.

• Bonusfuncties

De meeste gyroscopen hebben een extra functie in temperatuuruitvoer die helpt bij het compenseren van drift.

• Kosten

De kosten van gyroscopen hebben geen voorrang op de andere factoren. Daarom kunt u genoegen nemen met een goedkope.

Conclusie

Bedankt voor het blijven tot het laatste stukje van dit onderwerp. We hopen dat we vooruitgaan en dat u weloverwogen keuzes zult maken over versnellingsmeters of gyroscopen. Als u echter enige verduidelijking nodig heeft, neem dan alstublieft contact met ons op voor hulp.