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Z軸與豎直方向的夾角，
對應(yīng)人體繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角
他們與重力在X,Y,Z,軸方向上的加速度的關(guān)系如下：
圖1 參考坐標(biāo)系
根據(jù)人體跌倒與日常生活活動(ADL)中的姿態(tài)的區(qū)別來判斷跌倒是否產(chǎn)生,人體在跌倒時大部分是前后或側(cè)向跌倒，這兩跌倒都將分別導(dǎo)致Pitch和Roll在短時間內(nèi)發(fā)生大幅度抖動，yaw值則主要用來輔助計算人體的靜止姿態(tài)?？紤]到MEMS（微機電系統(tǒng))傳感器容易受到噪聲影響，還需要利用卡爾曼濾波算法對估算的傾斜角進行優(yōu)化處理，部分消除噪聲對MEMS加速度傳感器測量值的影響，提高測量準(zhǔn)確性，圖2為其算法流程（流程圖來自參考文獻1）：
圖2 人體跌倒系統(tǒng)算法流程圖
02 數(shù)字式三軸加速度傳感器在快速準(zhǔn)確監(jiān)測機械故障方面的應(yīng)用
振動頻率作為計算機械疲勞強度的重要指標(biāo)，保存和評估各種類型的機器和驅(qū)動器的特征性振動，沖擊和振動參數(shù)，有助于優(yōu)化機械傳動系統(tǒng)的效率，并為這些參數(shù)確定合適的目標(biāo)值和平均值。一方面，這可用于質(zhì)量記錄和性能參數(shù)的表示；另一方面，如果與預(yù)期的“良好”振動模式有偏差，則也可以在早期識別出即將發(fā)生的損壞。
以MSR Electronics GmbH的MSR165微型數(shù)據(jù)記錄儀為例，僅有拇指大小的記錄器MSR165專門用于振動，沖擊和振動檢測的應(yīng)用。其核心傳感器元件是高分辨率的三軸數(shù)字加速度計。借助該電子設(shè)備和下游相應(yīng)的評估電子設(shè)備，強大的數(shù)據(jù)記錄儀能夠在三個空間軸（x，y，z）上每秒執(zhí)行1600次沖擊和振動測量，能夠記錄三個軸上的±15 g或±200 g的沖擊載荷和振動，MSR165還可以增加存儲卡擴充模塊，其測量量可擴充至10億個。
MSR165微型數(shù)據(jù)記錄儀通過安裝在待測設(shè)備上，對設(shè)備工作過程中的振動數(shù)據(jù)進行記錄，然后將測量的數(shù)據(jù)導(dǎo)出到PC上的MSR PC軟件，對振動過程的數(shù)據(jù)進行評估，MSR微型數(shù)據(jù)記錄儀可在機械制造行業(yè)的所有領(lǐng)域中有針對性地使用，以檢測和記錄各種振蕩模式，振動或沖擊載荷，減少人為測量的誤差影響。對記錄的參數(shù)進行評估有助于快速，經(jīng)濟地進行故障診斷以及隨后的機械或機電優(yōu)化。最終，可以實現(xiàn)顯著的時間和成本優(yōu)勢，尤其是在各種機器和驅(qū)動器的質(zhì)量和可靠性方面的優(yōu)勢。圖3為MSR PC軟件的數(shù)據(jù)評估圖。
圖3 MSR PC軟件的數(shù)據(jù)評估圖
三、總結(jié)
三軸加速度傳感器是一種能夠測量物體空間中的加速度的電子設(shè)備，根據(jù)傳感器實現(xiàn)原理的不同，可分為壓阻式、壓電式、電容式等類型，這些傳感器上的本質(zhì)原理都是通過傳感元件將物體加速度轉(zhuǎn)化為其他的物理量，如電阻、電壓、電容等，再通過轉(zhuǎn)化和濾波電路等將這些物理量轉(zhuǎn)化為合適的輸出信號。三軸加速度傳感器以其體積小，質(zhì)量輕等特點在諸多領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛，例如汽車電子、衛(wèi)星導(dǎo)航、虛擬現(xiàn)實、振動監(jiān)測等，這些具體應(yīng)用會涉及到許多額外的知識，需要足夠的了解加速度與應(yīng)用領(lǐng)域的物理量的轉(zhuǎn)換關(guān)系，并據(jù)此做出一套算法流程去實施。
