用压电式加速度传感器,如何求速度和位移

只看该作者 · 2012-11-10 14:18

用压电式加速度传感器,如何求速度和位移.软件积分一次得到速度,两次积分得到位移,请问公式是什么?? v=at或者 v=2nfd ?v= 速度
f = 频率
d= 位移
n= 圆周率=3.1415

在单片机软件中实现,如何积分?

只看该作者 · 2012-11-12 16:45

:)高手,请指教

1万 · 2012-11-12 17:22

google

1万 · 2012-11-12 18:52

一方面, 通过加速度, 通过积分计算, 只能知道速度的变化, 却不能直接取得速度. 当然如果知道初速度, 还是能够实时知道速度的.
同样, 位移也需要已知初速度的条件下, 通过积分求得.
这其实只是个数学问题.
但是, 还有个问题, 我们采样到的加速度, 是离散的. 又有精度的限制, 并且有采样及传感器误差. 因此, 即使知道初速度的条件下, 经过一段时间的积分计算, 计算结果和实际速度也会发生偏差.
所以真正要一直保持获得的是准确的值, 还得要有修正误差的手段.

只看该作者 · 2012-11-13 08:33

请问公式是什么?? v=at或者 v=2nfd ?

只看该作者 · 2012-11-13 09:59

一方面, 通过加速度, 通过积分计算, 只能知道速度的变化, 却不能直接取得速度. 当然如果知道初速度, 还是能够实时知道速度的.
同样, 位移也需要已知初速度的条件下, 通过积分求得.
这其实只是个数学问题.
但是, 还 ...
airwill 发表于 2012-11-12 18:52

公式???

只看该作者 · 2012-11-13 12:09

一方面, 通过加速度, 通过积分计算, 只能知道速度的变化, 却不能直接取得速度. 当然如果知道初速度, 还是能够实时知道速度的.
同样, 位移也需要已知初速度的条件下, 通过积分求得.
这其实只是个数学问题.
但是, 还 ...
airwill 发表于 2012-11-12 18:52

能说详细点吗? 振动是正弦运动曲线,公式是 V=2nfd ? 速度和加速度的频率有关系吗?

只看该作者 · 2012-11-13 23:19

这个公式输得还真辛苦。
其说白了，就是累加。你非要给给式，非要我先从Word里输完再截图。呵呵。
其实就是一离散信号。采样间隔越小，结果就越逼近于真实值。

因为采样间隔和采样精度的问题，是会存在误差积累的。一般在GPS无信号时采用，导航里头叫惯性导航。一有GPS信号了，就会重新修正。

只看该作者 · 2012-11-13 23:20

本帖最后由 Tinnal 于 2012-11-13 23:22 编辑

上图有一个错误，下面的公式的s(t)改为v(t).

另外，再补充一下，dt就是你的采样间隔。

只看该作者 · 2012-11-14 11:05

上图有一个错误，下面的公式的s(t)改为v(t).

另外，再补充一下，dt就是你的采样间隔。
Tinnal 发表于 2012-11-13 23:20

谢谢你,真是辛苦了.:handshake

按照你的公式,我想问,加速度的频率如果变化了,似乎速度不会变?

假设加速度不变,但是加速度频率变大了,速度却依然没变,这该如何是好?

只看该作者 · 2012-11-14 13:09

你从哪看得出来“加速度的频率如果变化了,似乎速度不会变的“，都用到积分，你就应该用瞬变的角度去看问题，只要有加速度，那t0+dt后的速度就肯定和t0时不一样。反应到公式上就是，n=v(n-1)+ a*dt。

你既然都说加速度有频率了，那加速度就不可能不变，除是频率为0。如果为0，模型就简化，公式变为V=V(0)+N*dt *a。也是符合高中物理的。

只看该作者 · 2012-11-14 13:13

如果加速度是周期变化的，那物体也会做周期变化，类似钟摆的运行。在中心点速度最快，两侧速度为0。

只看该作者 · 2012-11-14 17:13

如果加速度是周期变化的，那物体也会做周期变化，类似钟摆的运行。在中心点速度最快，两侧速度为0。
Tinnal 发表于 2012-11-14 13:13

高中物理 V=V0+at

V=速度,V0=初速度,a=加速度,t=时间.
这里的t 按你说的应该是采样间隔时间,还是物体运动的总时间?

只看该作者 · 2012-11-15 07:54

本帖最后由 Tinnal 于 2012-11-15 07:56 编辑

设V0为开始采样的时间，则t=采样间隔时间（dt)*采样次数(N)！采样间隔时间为dt, 也就公式那个三角号，我输不进去，只能用dt来代。
你没有采样前的时间，就算一百年系统也不知道。因此， t= 物体运动的总时间 - 开始采样的时间。

同时，就如airwill，采用加速度进行计算，你必须明确V0和D0，也就是初态。
看来你还是看不懂那个公式的含义呀。

只看该作者 · 2012-11-17 09:01

设V0为开始采样的时间，则t=采样间隔时间（dt)*采样次数(N)！采样间隔时间为dt, 也就公式那个三角号，我输不进去，只能用dt来代。
你没有采样前的时间，就算一百年系统也不知道。因此， t= 物体运动的总时间 - 开始 ...
Tinnal 发表于 2012-11-15 07:54

加速度对时间的积分得出来速度. 积分就是累加,然后我计算就是不断的相加就可以了吧?
例如 10ms时加速度是3m/s^2,我i就用V=at,V0=3*0.01,得出来速度,
接着20MS时是4m/s^2,我用V=at,V1=V0+4*0.01,再得出来速度,
然后30MS时是2m/s^2,再用V=at,V2=V1+2*0.01,再得出来速度,一直相加
总的振动时间是1S的话,我就一共加到1S,这样是累加吧?

只看该作者 · 2012-11-19 08:09

设V0为开始采样的时间，则t=采样间隔时间（dt)*采样次数(N)！采样间隔时间为dt, 也就公式那个三角号，我输不进去，只能用dt来代。
你没有采样前的时间，就算一百年系统也不知道。因此， t= 物体运动的总时间 - 开始 ...
Tinnal 发表于 2012-11-15 07:54

我写的对吗?

只看该作者 · 2012-11-19 11:49

楼主，你是做机械振动测量的吗？一般用软件做两次积分，能算准的比较困难。不知道你看到有哪个国外的测振仪表用加速度传感器却用来测振幅的，一般判断速度的有效值就可以啦。如果要做一般先一次硬件积分再软件积分，CSI的软件好像可以，你可以去看看

只看该作者 · 2012-11-19 13:15

15# sunnyzwt 是的，但采样精度要尽量高，采样周期要尽量的短。加速度和速度要注意+/-号的问题，不能都只加正数。

再说一次，惯性积分会有误差积累，要及时修正，列如，在过零点用关电开关测量一下。

此外，如果要17楼所说，你只是要振幅，那这么折腾干嘛？用关电编码器直接测位移不就行了吗。精度还高。

只看该作者 · 2012-11-19 16:44

15# sunnyzwt 是的，但采样精度要尽量高，采样周期要尽量的短。加速度和速度要注意+/-号的问题，不能都只加正数。

再说一次，惯性积分会有误差积累，要及时修正，列如，在过零点用关电开关测量一下。

此外，如果 ...
Tinnal 发表于 2012-11-19 13:15

我没说只要振幅啊,我要的是速度值和位移值.通过软件实现计算出来

3万 · 2012-11-19 16:50

你要计算位移，位移最大值就是振幅。
计算位移要两次积分，Tinnal的警告你不要忽视。

用压电式加速度传感器,如何求速度和位移

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