CN104597289A - 加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，包括：将加速度传感器贴合在固定治具上，其中，固定治具包括三个斜面，并且每个斜面与水平面的夹角均为35.264度；使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与固定治具三个斜面平行，并使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴与水平面的夹角皆为35.264度，测试加速度传感器。利用本发明，能够解决目前加速度传感器校准测试设备结构复杂、测试成本高以及测试时间长的问题。

Description

加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法

技术领域

本发明涉及加速度传感器测试技术领域，更为具体地，涉及一种加速度传感器三轴校准测试方法。

背景技术

在大多数电子产品(如：手机、平板电脑、IPAD等)中均设置有加速度功能的传感器，其中，加速度传感器中均设置有X轴、Y轴和Z轴。在加速度传感器生产过程中，需要对其进行测试校准，保证产品性能符合设计要求。

目前，加速度传感器的测试或者校准方法为：对加速度传感器每个轴单独测试或者校准，即当所需测试校准的主轴(X、Y、Z、-X、-Y、-Z)与水平面垂直时进行测试或校准。对每个轴单独测试的方法花费时间较长，而且工装结构复杂，如果要实现六轴测试或校准，则需要翻转六次。

也就是说，现有的校正方式，大多是利用六轴自动化测试设备对加速度传感器进行测试校准，通过设备旋转六次实现六轴测试校准，测试设备结构复杂，设备成本高昂，而且在测试过程中数据传输线材容易缠绕折损，造成布线困难，测试时间较长。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，以解决现有的校准测试加速度传感器设备结构复杂、成本高以及测试时间长的问题。

本发明提供一种速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，包括：将加速度传感器贴合在固定治具上，其中，固定治具包括三个斜面，并且每个斜面与水平面的夹角均为35.264度；

使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与固定治具三个斜面平行，并 使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴三轴与水平面的夹角皆为35.264度；

测试加速度传感器。

此外，优选的方案是，在测试加速度传感器的过程中，测试加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴的重力加速度，分别为：

X＝X’/sinθ，Y＝Y’/sinθ，Z＝Z’/sinθ

其中，X为加速度传感器的X轴的重力加速度；

X’为加速度传感器的X轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

Y为加速度传感器的Y轴的重力加速度；

Y’为加速度传感器的Y轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

Z为加速度传感器的Z轴的重力加速度；

Z’为加速度传感器的Z轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

X轴、Y轴、Z轴三轴的重力加速度在竖直方向上矢量投影相同；

θ为加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴与水平面的夹角35.264度。

此外，优选的方案是，根据加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度，获取加速度传感器的重力加速度；

根据所获取的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定加速度传感器是否为合格产品。

此外，优选的方案是，在根据测试所获取的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定加速度传感器是否为合格产品的过程中，

若测试获得的加速度传感器的重力加速度的值在标准重力加速度的范围内，则此加速度传感器为合格产品。

从上面的技术方案可知，本发明的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，利用重力是矢量和正弦定理，采用固定治具稳定加速度传感器，并满足加速度传感器的三轴与水平面成35.264度，计算加速度传感器的三轴的重力加速度，进一步获取加速度传感器的重力加速度，这种测试方法设备简单、成本低廉，在测试过程中不需要对测试工具进行多次翻转，只需要旋转180度即可，测试时间短。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细 说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法流程示意图；

图2为根据本发明实施例的速度传感器三轴分解结构示意图；

图3-1和图3-2分别为根据本发明实施例的固定治具稳定加速度传感器的状态示意图；

图4为根据本发明实施例的加速度传感器三轴同时测试的测试具体过程示意图。

其中的附图标记包括：固定治具1、加速度传感器2。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

针对前述提出的现有检测加速度传感器的方法采用的设备结构复杂，成本高，并且测试过程繁琐、测试时间较长的问题，本发明利用重力是矢量和正弦定理，通过加速度传感器的三轴垂直分量来计算出三个轴的加速度，进一步对加速度传感器测试校准，这种测试方法使测试设备简单化、成本低廉化，不需要翻转对测试工具翻转6次，只需要旋转180度一次就能完成测试，减少测试时间。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法， 图1示出了根据本发明实施例的加速度传感器三轴三轴同时测试校准、测试方法流程。

如图1所示，本发明提供的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法包括：

S110：将加速度传感器贴合在固定治具上，其中，固定治具包括三个斜面，并且每个斜面与水平面的夹角均为35.264度；

S120：使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与固定治具三个斜面平行，使加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴三轴与水平面的夹角皆为35.264度；

S130：测试加速度传感器。

其中，需要说明的是，固定治具在加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法中有两个作用，其一：固定被测物体，也就是固定加速度传感器，使得加速度传感器在测试过程中处于稳定状态，从而得到较为精确的校准测试结果。只要将加速度传感器贴合在固定治具上，就可以达到稳定加速度传感器的目的；加速度传感器在合适的角度贴合在固定治具即可，需要完全贴合可以通过压力气缸将被测物体完全贴合在治具上，从而使被测物体处于稳定状态。

其二：在测试校准过程中，固定治具需要满足待测试和校准物体的X/Y/Z或-X/-Y/-Z三轴与水平面夹角相同均约为35.264度。固定治具为了保证满足测试和校准物体的X/Y/Z或-X/-Y/-Z三轴与水平面夹角相同均约为35.264度，做了如下的设计。

固定治具包括三个斜面，并且每个斜面与水平面的夹角均为35.264度。在对加速度传感器进行测试校准时，找到合适的角度使得加速度传感器与固定治具贴合在一起，并使得加速度传感器上的X轴、Y轴、Z轴分别与固定治具上的一个斜面平行，由于每个斜面与水平面的夹角均为35.264度，那么加速度传感器上的X轴、Y轴、Z轴与水平面的夹角也均为35.264度，因此固定治具的这种设计就满足了测试和校准物体的X/Y/Z或-X/-Y/-Z三轴与水平面夹角相同均约为35.264度。

图2示出了根据本发明实施例的速度传感器三轴分解结构，如图2所示，速度传感器三轴(X轴、Y轴、Z轴)同时测试校准过程中，首先要保证加速度传感器三轴(X轴、Y轴、Z轴)三轴在竖直方向上矢量投影相同，并且也 要保证加速度传感器三轴(X轴、Y轴、Z轴)与水平面的夹角相同，其中，在图2所示的实施例中，根据正弦定理可以获取加速度传感器三轴(X轴、Y轴、Z轴)与水平面的夹角为：1＝2＝3＝＝35.264度。

需要说明的是，固定治具的外形要按照正常被测品(即：加速度传感器)的尺寸来加工，这样固定治具的安装就可以按照被测试的加速度传感器放置的位置来进行放置，以达到固定治具与加速度传感器完全贴合，起到稳定加速度传感器的作用。

图3-1和图3-2分别示出了根据本发明实施例的固定治具稳定加速度传感器的状态。如图3-1所示，加速度传感器与固定治具贴合在一起，并且加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴与水平面夹角相同，在图3-1所示的实施例中，固定治具其中的一个斜面与水平面成角，这个斜面与加速度传感器的Y轴平行，那么加速度传感器的Y轴也与水平面成角。另外，固定治具的另两个斜面也与水平面成角，这两个斜面分别与加速度传感器的X轴和Z轴平行，那么加速度传感器的X轴和Z轴与水平面也成角。

图3-2为图3-1旋转180度后固定治具稳定加速度传感器的状态，固定治 具倒置放置，加速度传感器的-X/-Y/-Z与水平面夹角相同；如图3-2所示的实施例，固定治具其中的一个斜面与水平面成角，这个斜面与加速度传感器的-Y轴平行，那么加速度传感器的-Y轴也与水平面成角。另外，固定治具的另两个斜面也与水平面成角，这两个斜面分别与加速度传感器的-X轴和-Z轴平行，那么加速度传感器的-X轴和-Z轴与水平面也成角。

当固定治具稳定加速度传感器时，首先并满足加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴与水平面夹角成35.264度，然后可以对加速度传感器进行测试校准。

图4示出了根据本发明实施例的加速度传感器三轴同时测试的测试具体过程，如图4所示，加速度传感器的测试校准过程如下：

S410：根据加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴在水平面的重力加速度，加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴与水平面夹角成35.264度，以及正弦定理，获取待测试的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度；

S420：根据获得的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度，获取加速度传感器的重力加速度；

S430：根据测试获得的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定加速度传感器是否为合格产品。

在根据测试获得的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定加速度传感器是否为合格产品的过程中，若测试获得的加速度传感器的重力加速度的值在标准的重力加速度的范围内，则此加速度传感器为合格产品。

也就是说，在上述测试的具体过程中，由于待测试的加速度传感器与其测试设备连接，当固定治具稳定好待测试的加速度传感器，并使加速度传感器的三轴与水平面成35.264度后，测试设备开始测试加速度传感器，首先在测试设备上显示出加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴在水平面的重力加速度；然后根据待测试的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴在水平面的重力加速度的分量，待测试的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴与水平面夹角成35.264度，以及正弦定理，从而获取待测试的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度。

在测试加速度传感器的重力加速度的过程中，加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴的重力加速度，分别为：

X＝X’/sinθ，Y＝Y’/sinθ，Z＝Z’/sinθ

其中，X为加速度传感器的X轴的重力加速度；

X’为加速度传感器的X轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；是在测试设备上显示的已知量；

Y为加速度传感器的Y轴的重力加速度；

Y’为加速度传感器的Y轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影，是在测试设备显示的已知量；Z为加速度传感器的Z轴的重力加速度；

Z’为加速度传感器的Z轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影，是在测试设备显示的已知量；

θ为加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴与水平面的夹角35.264度。

在本发明中，利用重力是矢量，且所校准的三个轴同时与水平面的夹角相同，即在竖直方向分量相同，在校准测试时，读取加速度传感器三轴在竖直方向分量数据，经过上述公式的换算得出实际要测试或者校准的加速度传感器值。

也就是说，根据获得的待测试的加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度获取此加速度传感器的重力加速度。

根据测试获得的加速度传感器的重力加速度与标准的重力加速度进行比较，若测试获得的加速度传感器的重力加速度的值在标准的重力加速度的范围内，则此测试的加速度传感器为合格产品，产品性能良好；若测试获得的加速度传感器的重力加速度的值不在标准的重力加速度的范围内，则此测试的加速度传感器不是合格产品，不能用于其它产品中。

通过上述实施方式可以看出，本发明提供的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，通过固定治具稳定加速度传感器，使得加速度传感器的三轴与水平面成35.264度，不需要通过设备旋转六次实现六轴测试，采用本发明的方法同时测试三轴，只需要将固定治具旋转180度，再同时测试另外三轴，本发明提供的方法既能够降低加速度传感器的测试设备的成本，也减小测试时间。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的加速度传感器三轴校准测试方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的加速度传感器三轴校准测试方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出 各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (4)

1.一种加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，包括：

将加速度传感器贴合在固定治具上，其中，所述固定治具包括三个斜面，并且每个斜面与水平面的夹角均为35.264度；

使所述加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴分别与所述固定治具的三个斜面平行，并使所述加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴三轴与水平面的夹角皆为35.264度；

测试所述加速度传感器。

2.如权利要求1所述的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，其中，在测试所述加速度传感器的过程中，

测试所述加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴的重力加速度，分别为：

X＝X’/sinθ，Y＝Y’/sinθ，Z＝Z’/sinθ

其中，X为所述加速度传感器的X轴的重力加速度；

X’为所述加速度传感器的X轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

Y为所述加速度传感器的Y轴的重力加速度；

Y’为所述加速度传感器的Y轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

Z为所述加速度传感器的Z轴的重力加速度；

Z’为所述加速度传感器的Z轴的重力加速度在竖直方向的矢量投影；

X轴、Y轴、Z轴三轴的重力加速度在竖直方向上矢量投影相同；

θ为所述加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴与水平面的夹角35.264度。

3.如权利要求2所述的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，在测试所述加速度传感器的X轴、Y轴、Z轴的重力加速度之后，还包括：

根据所述加速度传感器的X轴、Y轴和Z轴的重力加速度，获取所述加速度传感器的重力加速度；

根据所获取的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定所述加速度传感器是否为合格产品。

4.如权利要求3所述的加速度传感器三轴同时测试的校准、测试方法，其中，在根据测试所获取的加速度传感器的重力加速度与标准重力加速度，确定加速度传感器是否为合格产品的过程中，

若测试获得的加速度传感器的重力加速度的值在标准重力加速度的范围内，则此加速度传感器为合格产品。