【導讀】測量物體的傾斜角度是加速度傳感器的一種常見(jiàn)應用，雖然測試原理十分簡(jiǎn)單，但具體實(shí)現過(guò)程中仍然會(huì )遇到很多問(wèn)題，比如傾斜角度的精度問(wèn)題，環(huán)境干擾問(wèn)題。本文將對精度問(wèn)題進(jìn)行討論，并給出一種簡(jiǎn)化的計算方式。
基本原理
由于加速度傳感器在靜止放置時(shí)受到重力作用，因此會(huì )有1g的重力加速度。利用這個(gè)性質(zhì)，通過(guò)測量重力加速度在X/Y軸上的分量，可以計算出在垂直平面上的傾斜角度。
如圖所示，有Ax=gsinα，Ay=gcosα。則Ax/Ay=tanα，即α=arctan（Ax/Ay）。
根據以上原理就可以根據2軸加速度傳感器測量X-Y的平面上的傾斜角度。
但是在實(shí)際應用中，很難保證傾斜只發(fā)生在X-Y平面。因此，用三軸傳感器的傾角計算公式可拓展如下：
上述公式基本解決了靜態(tài)環(huán)境下的傾角計算，我們再考慮一種更復雜的場(chǎng)景，運動(dòng)條件下計算傾角，就需要再增加一個(gè)限定條件，即：
硬件實(shí)現
目前，在消費類(lèi)產(chǎn)品中使用的加速度主要為數字輸出（I2C/SPI），可以非常簡(jiǎn)單的跟MCU通信，實(shí)現測量功能。ST提供的產(chǎn)品按照精度分為L(cháng)IS2DH12TR（12bit），LIS2HH12TR（16bit），車(chē)規加速度AIS328DQTR（12bit）。
傾斜角度的精度和加速度值的分辨率之間的關(guān)系:
● 8bit的ADC可以得到3.4。以上的精度
● 10bit的ADC可以得到0.8。以上的精度
● 12bit的ADC可以得到0.2。以上的精度
● 14bit的ADC可以得到0.05。以上的精度
● 16bit的ADC可以得到0.0124。以上的精度
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