慣性傳感器（陀螺儀、加速度計(jì)）的選取 第1張" title="加速傳感器 陀螺儀：關(guān)于慣性傳感器（陀螺儀、加速度計(jì)）的選取 第1張-傳感器知識(shí)網(wǎng)"/>
加速傳感器 陀螺儀：關(guān)于慣性傳感器（陀螺儀、加速度計(jì)）的選取
關(guān)于慣性傳感器（陀螺儀、加速度計(jì)）的選取
陀螺儀的選取加速度計(jì)的選取
陀螺儀的選取
在做慣性導(dǎo)航模塊或者飛控的時(shí)候第一件事就是器件的選取，這個(gè)是第一步也是很重要的一步，因?yàn)樗粌H關(guān)系到硬件成本還關(guān)乎到你最終產(chǎn)品的性能。在選取器件的時(shí)候無(wú)外乎要關(guān)注如下幾個(gè)方面
1、傳感器的精度參數(shù)
2、傳感器對(duì)應(yīng)的價(jià)格且是否好購(gòu)買(mǎi)
3、對(duì)應(yīng)的硬件設(shè)計(jì)難
陀螺儀性能參數(shù)
下面介紹幾個(gè)在陀螺儀選取過(guò)程中比較關(guān)注的幾指標(biāo)
1.1 量程
量程是我們?cè)谶x用傳感器的時(shí)候首先就要確定的！你選的傳感器的是用來(lái)干什么的，一般的飛控，慣導(dǎo)系統(tǒng)選擇在300度/s，450度/秒就可以了，其他的根據(jù)自己的使用場(chǎng)景做選擇，比如說(shuō)一些高精度平臺(tái)要的量程小一點(diǎn)對(duì)應(yīng)的精度會(huì)高一些。
1.2 零偏穩(wěn)定性
零偏是指陀螺儀在零輸入狀態(tài)下的輸出，其用較長(zhǎng)時(shí)間輸出的均值等效折算為輸入角速率來(lái)表示，也就是觀測(cè)值圍繞零偏的離散程度，比如0.005 degree/sec表示每秒會(huì)漂0.005 degree。在零輸入狀態(tài)下的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)態(tài)輸出是一個(gè)平穩(wěn)的隨機(jī)過(guò)程，即穩(wěn)態(tài)輸出將圍繞均值（零偏）起伏和波動(dòng)，習(xí)慣上用均方差來(lái)表示，這種均方差被定義為零偏穩(wěn)定性。而初始零偏誤差可以理解為靜態(tài)誤差，它不會(huì)隨時(shí)間的波動(dòng)，可以用過(guò)軟件校準(zhǔn)。
1.3 刻度因子（標(biāo)度因數(shù)）
是指陀螺儀輸出量與輸入角速率的比值。這個(gè)比值是用一特定的直線斜率表示的，該直線是根據(jù)整個(gè)輸入角速率范圍內(nèi)測(cè)得的輸入、輸出數(shù)據(jù)，用最小二乘法擬合求得可以用過(guò)軟件校準(zhǔn)。
1.4 角度隨機(jī)游走
當(dāng)陀螺儀處于零輸入狀態(tài)時(shí)，脫落的輸出信號(hào)為白噪聲和慢變隨機(jī)函數(shù)的疊加。漫變隨機(jī)函數(shù)可用來(lái)確定零偏和零偏穩(wěn)定性指標(biāo)，白噪聲定義為單位檢測(cè)帶寬平方根下等價(jià)旋轉(zhuǎn)角速度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，單位（degree/sec/√Hz 或 degree/hr/√Hz）。這個(gè)白噪聲也可以用單位為 degree/√Hz 的角度隨意游走系數(shù)來(lái)表示，隨機(jī)游走系數(shù)是指由白噪聲產(chǎn)生的隨時(shí)間積累的陀螺儀輸出誤差系數(shù)。當(dāng)外界條件基本不變?cè)姡梢哉J(rèn)為上面所分析的各種噪聲的主要統(tǒng)計(jì)特性是不隨時(shí)間推移而變化的。
1.5 抗振性
對(duì)于陀螺儀的性能參數(shù)，大部分設(shè)計(jì)師第一個(gè)要關(guān)注的就是零偏穩(wěn)定性，長(zhǎng)久以來(lái)它被視為陀螺儀規(guī)格的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，畢竟它是描述陀螺儀分辨率的下限理所應(yīng)當(dāng)?shù)氖欠磻?yīng)陀螺儀性能的最佳指標(biāo)！然而實(shí)際中陀螺儀會(huì)因?yàn)楦鞣N原因出現(xiàn)誤差導(dǎo)致用戶無(wú)法獲得與實(shí)驗(yàn)手冊(cè)上宣稱(chēng)的指標(biāo)參數(shù)。實(shí)際上很多性能參數(shù)都是可以在后續(xù)的校準(zhǔn)算法中得到改善的如零偏，刻度因子，正交軸誤差，溫度漂移
選擇陀螺儀時(shí)，需要考慮將最大誤差源最小化。在大多數(shù) 應(yīng)用中，振動(dòng)敏感度是最大的誤差源。其它參數(shù)可以輕松 地通過(guò)校準(zhǔn)或求取多個(gè)傳感器的平均值來(lái)改善。零偏穩(wěn)定 性是誤差預(yù)算較小的分量之一。
在理想狀態(tài)下陀螺儀僅僅只需要測(cè)量旋轉(zhuǎn)速率，但在實(shí)際的應(yīng)用中所有的陀螺都有儀都有一定的加速度敏感度，加速度敏感度有多種外在表現(xiàn)，最顯著的通常是對(duì)線加速度（g敏感度）或?qū)φ駝?dòng)的敏感度（g2 敏感度），由于多數(shù)陀螺儀應(yīng)用所處的設(shè)備是繞地球的1g重力場(chǎng)運(yùn)動(dòng)和/或在其中旋轉(zhuǎn)，因此對(duì)加速度的敏感度常常是最大的誤差源。
成本極低的陀螺儀一般采用極其簡(jiǎn)單緊湊的機(jī)械系統(tǒng)設(shè) 計(jì)，抗振性能未經(jīng)優(yōu)化(它優(yōu)化的是成本)，因而振動(dòng)可能 會(huì)造成嚴(yán)重影響。1000°/h/g(或0.3°/s/g)以上的g敏感度也不 足為奇，比高性能陀螺儀差10倍以上! 對(duì)于這種陀螺儀， 零偏穩(wěn)定性的好壞并無(wú)多大意義，陀螺儀在地球的重力場(chǎng) 中稍有旋轉(zhuǎn)，就會(huì)因?yàn)間和g2敏感度而產(chǎn)生巨大的誤差。一 般而言，此類(lèi)陀螺儀不規(guī)定振動(dòng)敏感度——默認(rèn)為非常大。
可以看一組ADI公司某款陀螺儀對(duì)振動(dòng)的響應(yīng)
當(dāng)然在實(shí)際的一些應(yīng)用中很多人會(huì)在器件中增加一個(gè)機(jī)械抗振件，抗振件的設(shè)計(jì)也不是一件簡(jiǎn)單的事，因?yàn)樗趯掝l率范圍內(nèi)的響應(yīng)并不是平坦的，在低頻時(shí)尤其差，并且其減震特性會(huì)隨著溫度和使用時(shí)間變化。
所以在大部分應(yīng)用中陀螺儀的選取過(guò)程中抗振性是其中非常關(guān)鍵的指標(biāo)了
加速度計(jì)的選取
加速度計(jì)能測(cè)量加速度，傾斜，振動(dòng)或沖擊，因此適用于從可穿戴健身裝置到工業(yè)平臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，市場(chǎng)上有成百上千的加速度計(jì)可供選擇，其成本和性能各不相同。加速度計(jì)目前行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有給出具體的行業(yè)界定標(biāo)準(zhǔn)，下圖為ADI公司給出的加速度計(jì)一般分類(lèi)及相應(yīng)的應(yīng)用
下圖為ADI公司給出的加速度計(jì)應(yīng)用版圖
在加速度計(jì)的選取中要關(guān)注的幾個(gè)參數(shù)是：量程，噪聲密度，隨機(jī)游走，運(yùn)動(dòng)中的偏置穩(wěn)定度，帶寬這幾個(gè)參數(shù)和陀螺儀的都差不多，注意下這個(gè)運(yùn)動(dòng)中的偏置穩(wěn)定性，這個(gè)有些廠家文檔里面并沒(méi)有給出，可以使用allan方差來(lái)求的，具體方法可參考
在選取傳感器的時(shí)候我們經(jīng)常會(huì)看到消費(fèi)級(jí)，工業(yè)級(jí)這樣的字眼，ADI公司也給出了消費(fèi)級(jí)加速度計(jì)和IMU中集成的中檔工業(yè)級(jí)加速度計(jì)的主要區(qū)別
工業(yè)級(jí)MEMS器件對(duì)所有已知潛在誤差源進(jìn)行了全面的測(cè)定，精度比消費(fèi)級(jí)高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
參考：
加速傳感器 陀螺儀：加速度傳感器和陀螺儀傳感器重點(diǎn)
加速度傳感器和陀螺儀的區(qū)別
?
加速度計(jì)用于測(cè)量加速度。借助一個(gè)三軸加速
?
度計(jì)
可以測(cè)得一個(gè)固定平臺(tái)相對(duì)地球表面的運(yùn)動(dòng)方向，但是一旦平臺(tái)運(yùn)動(dòng)起來(lái)，情
?
況就會(huì)變
得復(fù)雜的多。如果平臺(tái)做自由落體，加速度計(jì)測(cè)得的加速度值為零。如果
?
平臺(tái)朝某個(gè)方
向做加速度運(yùn)動(dòng)，各個(gè)軸向加速度值會(huì)含有重力產(chǎn)生的加速度值，使
?
得無(wú)法獲得真正的
加速度值。
?
例如，安裝在
60
度橫滾角飛機(jī)上的三軸加速度計(jì)會(huì)
?
測(cè)得
2G
的垂直加速度值，而事實(shí)上飛機(jī)相對(duì)地區(qū)表面是
?
60
度的傾角。因此，單
?
獨(dú)使用加速度計(jì)無(wú)法使飛機(jī)保持一個(gè)固定的航向。飛機(jī)的橫滾角陀螺儀測(cè)量機(jī)體
?
圍繞某
個(gè)軸向的旋轉(zhuǎn)角速率值。使用陀螺儀測(cè)量飛機(jī)機(jī)體軸向的旋轉(zhuǎn)角速率時(shí)，如
?
果飛機(jī)在旋
轉(zhuǎn)，測(cè)得的值為非零值，飛機(jī)不旋轉(zhuǎn)時(shí)，測(cè)量的值為零。因此，在
?
60
?
度橫滾角的飛機(jī)上的陀螺儀測(cè)得的橫滾角速率值為零，同樣在飛機(jī)做水平直線飛行
?
時(shí)，
角速率值為零。可以通過(guò)角速率值的時(shí)間積分來(lái)估計(jì)當(dāng)前的橫滾角度，前提是
?
沒(méi)有誤差
的累積。陀螺儀測(cè)量的值會(huì)隨時(shí)間漂移，經(jīng)過(guò)幾分鐘甚至幾秒鐘定會(huì)累積
?
出額外的誤差
來(lái)，而最終會(huì)導(dǎo)致對(duì)飛機(jī)當(dāng)前相對(duì)水平
?
面橫滾角度完全錯(cuò)誤的認(rèn)
?
知。因此，單獨(dú)使用陀
螺儀也無(wú)法保持飛機(jī)的特定航向。
?
飛機(jī)的俯仰角
?
飛機(jī)橫滾
?
角飛機(jī)偏航角一言以蔽之，加速度計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量值（確定飛機(jī)航向）是正
?
確的，
而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在，而有誤差。陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi)則比
?
較準(zhǔn)確而較
長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此，需要兩者（相互調(diào)整）來(lái)確保
?
航向的正確。即
使使用了兩者，也只可以用于測(cè)得飛機(jī)的俯仰和橫滾角度。對(duì)于
?
偏航角度，由于偏航角
和重力方向正交，無(wú)法用加速度計(jì)測(cè)量得到，因此還需要采
?
用其他設(shè)備來(lái)校準(zhǔn)測(cè)量偏航
角度的陀螺儀的漂移值。校準(zhǔn)的設(shè)備可以使用磁羅盤(pán)計(jì)
?
（電子磁羅盤(pán)，對(duì)磁場(chǎng)變化和慣
性力敏感）或者
?
GPS
。
GPS
數(shù)據(jù)更新較慢（
1Hz?
到
10Hz
）
,
并且短時(shí)間內(nèi)存在誤差。可以
只用
?
GPS
就可在地磁平穩(wěn)的時(shí)間內(nèi)，在
?
地面跟蹤較為穩(wěn)定和慢速的飛行
?
器。慣性導(dǎo)航
單元（
IMU?
）組合（融合）來(lái)自兩
?
個(gè)或以上的傳感器（例如陀螺儀、加速度計(jì)、磁場(chǎng)計(jì)
和
?
/
或
?
GPS
）信息用于飛機(jī)相
?
對(duì)地球的航向矢量和
?
速度矢量。這種融合算法相當(dāng)復(fù)雜，
同時(shí)還需要對(duì)這些電子
?
器件固有的測(cè)量噪聲進(jìn)行特殊濾波，因此市場(chǎng)上具有還算過(guò)得去
的參數(shù)，
?
廉價(jià)”的
?
IMU
的價(jià)格也要
1000
至
5000
美元。紅外水平感應(yīng)輔助導(dǎo)航儀價(jià)格便宜，只要有
?
水平清
晰的視覺(jué)，它工作良好。不幸的是，山峰、云層、煙霧和建筑等會(huì)影響其水
?
加速傳感器 陀螺儀：陀螺儀傳感器和加速度傳感器有什么區(qū)別？
對(duì)于不熟悉這類(lèi)產(chǎn)品的人來(lái)說(shuō)，陀螺儀傳感器是一個(gè)簡(jiǎn)單易用的基于自由空間移動(dòng)和手勢(shì)的定位和控制系統(tǒng)。在假想的平面上揮動(dòng)鼠標(biāo)，屏幕上的光標(biāo)就會(huì)跟著移動(dòng)，并可以繞著鏈接畫(huà)圈和點(diǎn)擊按鍵。當(dāng)你正在演講或離開(kāi)桌子時(shí)，這些操作都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)。 陀螺儀傳感器原本是運(yùn)用到直升機(jī)模型上的，已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于手機(jī)這類(lèi)移動(dòng)便攜設(shè)備上（IPHONE的三軸陀螺儀技術(shù)）。
陀螺儀傳感器工作原理：
陀螺儀的原理就是，一個(gè)旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時(shí)，是不會(huì)改變的。人們根據(jù)這個(gè)道理，用它來(lái)保持方向。然后用多種方法讀取軸所指 示的方向，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳給控制系統(tǒng)。我們騎自行車(chē)其實(shí)也是利用了這個(gè)原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒，因?yàn)檐?chē)軸有一股保持水平的力量。現(xiàn)代陀螺儀可以 精確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位的儀器，它在現(xiàn)代航空，航海，航天和國(guó)防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導(dǎo)航儀器。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要部分有機(jī)械式的陀螺儀，而機(jī)械 式的陀螺儀對(duì)工藝結(jié)構(gòu)的要求很高。70年代提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設(shè)想，到八十年代以后，光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，激光諧振陀螺儀也有了很 大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機(jī)械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導(dǎo)航儀器中的關(guān)鍵部件。光纖陀螺儀同時(shí)發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外。
陀螺儀傳感器應(yīng)用：
1、國(guó)防工業(yè)
陀螺儀傳感器原本是運(yùn)用到直升機(jī)模型上的，而它現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于手機(jī)這類(lèi)移動(dòng)便攜設(shè)備上，不僅僅如此現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運(yùn)動(dòng)物體的方位的儀器，所以陀螺儀傳感器是現(xiàn)代航空，航海，航天和國(guó)防工業(yè)應(yīng)用中的必不可少的控制裝置。陀螺儀傳感器是法國(guó)的物理學(xué)家萊昂·傅科在研究地球自轉(zhuǎn)時(shí)命名的，到如今一直是航空和航海上航行姿態(tài)及速率等最方便實(shí)用的參考儀表。
2、開(kāi)門(mén)報(bào)警器
陀螺儀傳感器新的應(yīng)用：測(cè)量開(kāi)門(mén)的角度，當(dāng)門(mén)被打開(kāi)一個(gè)角度后，發(fā)出報(bào)警聲，或者結(jié)合GPRS模塊發(fā)送短信以提醒門(mén)被打開(kāi)了。另外，陀螺儀傳感器集 成了加速度傳感器的功能，當(dāng)門(mén)被打開(kāi)的瞬間，將產(chǎn)生一定的加速度值，陀螺儀傳感器將會(huì)測(cè)量到這個(gè)加速度值，達(dá)到預(yù)設(shè)的門(mén)檻值后，將發(fā)出報(bào)警聲，或者結(jié)合 GPRS模塊發(fā)送短信以提醒門(mén)被打開(kāi)了。報(bào)警器內(nèi)還可以集成雷達(dá)感應(yīng)測(cè)量功能，主要有人進(jìn)入房間內(nèi)移動(dòng)時(shí)就會(huì)被雷達(dá)測(cè)量到。雙重保險(xiǎn)提醒防盜，可靠性高， 誤報(bào)率低，非常適合重要場(chǎng)合的防盜報(bào)警。
加速度傳感器
加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備。加速力就是當(dāng)物體在加速過(guò)程中作用在物體上的力，就好比地球引力，也就是重力。加速力可以是個(gè)常量，比如g，也可以是變量。加速度計(jì)有兩種：一種是角加速度計(jì)，是由陀螺儀（角速度傳感器）的改進(jìn)的。另一種就是線加速度計(jì)。
加速度傳感器工作原理：
線加速度計(jì)的原理是慣性原理，也就是力的平衡，A(加速度)=F(慣性力)/M(質(zhì)量) 我們只需要測(cè)量F就可以了。怎么測(cè)量F？用電磁力去平衡這個(gè)力就可以了。就可以得到 F對(duì)應(yīng)于電流的關(guān)系。只需要用實(shí)驗(yàn)去標(biāo)定這個(gè)比例系數(shù)就行了。當(dāng)然中間的信號(hào)傳輸、放大、濾波就是電路的事了。
多數(shù)加速度傳感器是根據(jù)壓電效應(yīng)的原理來(lái)工作的。
加速度傳感器應(yīng)用：
通過(guò)測(cè)量由于重力引起的加速度，你可以計(jì)算出設(shè)備相對(duì)于水平面的傾斜角度。通過(guò)分析動(dòng)態(tài)加速度，你可以分析出設(shè)備移動(dòng)的方式。但是剛開(kāi)始的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)光測(cè)量?jī)A角和加速度好像不是很有用。但是，工程師們已經(jīng)想出了很多方法獲得更多的有用的信息。
陀螺儀傳感器和加速度傳感器的區(qū)別：
陀螺儀測(cè)角速度的，加速度是測(cè)線性加速度的。前者是慣性原理，后者是利用的力平衡原理。
加速度計(jì)在較長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量值是正確的，而在較短時(shí)間內(nèi)由于信號(hào)噪聲的存在，而有誤差。陀螺儀在較短時(shí)間內(nèi)則比較準(zhǔn)確而較長(zhǎng)時(shí)間則會(huì)有與漂移而存有誤差。因此，需要兩者（相互調(diào)整）來(lái)確保航向的正確。
加速傳感器 陀螺儀：陀螺儀傳感器工作原理深度解析
原標(biāo)題：陀螺儀傳感器工作原理深度解析
前言：
看過(guò)盜夢(mèng)空間的同志們一定對(duì)電影中的跟上圖的小物件很熟悉——陀螺儀，那么它的工作原理是什么呢?在手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備中是怎么應(yīng)用的呢?現(xiàn)如今的技術(shù)又是怎么樣的呢?本文將帶你深入了解!
一、陀螺儀的歷史
最早的陀螺儀
陀螺儀最早是法國(guó)科學(xué)家在1850年在研究地球自轉(zhuǎn)中獲得靈感而發(fā)明的，如上圖所示，將一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個(gè)萬(wàn)向支架上，靠陀螺的方向來(lái)計(jì)算角速度，其簡(jiǎn)易圖如下所示。
中間金色的轉(zhuǎn)子即為陀螺，它因?yàn)閼T性作用是不會(huì)受到影響的，周邊的三個(gè)“鋼圈”則會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的改變姿態(tài)而跟著改變，通過(guò)這樣來(lái)檢測(cè)設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)，而這三個(gè)“鋼圈”所在的軸，也就是三軸陀螺儀里面的“三軸”，即X軸、y軸、Z軸，三個(gè)軸圍成的立體空間聯(lián)合檢測(cè)手機(jī)的各種動(dòng)作，陀螺儀的最主要的作用在于可以測(cè)量角速度。
陀螺儀發(fā)明之后，首先應(yīng)用在飛機(jī)上，后來(lái)有被德國(guó)用在導(dǎo)彈中，德國(guó)人設(shè)計(jì)出慣性指導(dǎo)系統(tǒng)，慣性制導(dǎo)系統(tǒng)可以采用陀螺儀確定方向和角速度，用加速度計(jì)測(cè)試加速度，就可以計(jì)算出導(dǎo)彈的路線，從而進(jìn)行飛行姿態(tài)的控制。
傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是機(jī)械式的陀螺儀，機(jī)械式的陀螺儀對(duì)工藝結(jié)構(gòu)等要求很高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它的精度受到了很多方面的制約。隨著技術(shù)的逐漸發(fā)展，漸漸的發(fā)展處了光纖、激光陀螺儀等等各種較為先進(jìn)的陀螺儀，目前手機(jī)中使用的為MEMS原理的陀螺儀，即硅微機(jī)電陀螺儀。(MEMS：是指集中機(jī)械元素、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。
二、MEMS陀螺儀的工作原理
MEMS陀螺儀采用的是依賴于相互正交的震動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)引起的交變科里奧利力。
MEMS陀螺儀利用coriolis，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比直流電壓信號(hào)，其核心部件通過(guò)摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)、封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)的。
陀螺儀的內(nèi)部原理是這樣的：對(duì)固定指施加電壓，并交替改變電壓，讓一個(gè)質(zhì)量塊做振蕩式來(lái)回運(yùn)動(dòng)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生科里奧利加速度，此時(shí)就可以對(duì)其進(jìn)行測(cè)量;這有點(diǎn)類(lèi)似于加速度計(jì)，解碼方法大致相同，都會(huì)用到放大器。
角速率由科氏加速度測(cè)量結(jié)果決定
科氏加速度=2 × (w × 質(zhì)量塊速度)
w是施加的角速率(w=2 πf)
通過(guò)14 kHz共振結(jié)構(gòu)施加的速度(周期性運(yùn)動(dòng))快速耦合到加速度計(jì)框架
科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位，因此可以抵消低速外部振動(dòng)
該機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與加速度計(jì)相似(微加工多晶硅)
信號(hào)調(diào)理(電壓轉(zhuǎn)換偏移)采用與加速度計(jì)類(lèi)似的技術(shù)
施加變化的電壓來(lái)回移動(dòng)器件，此時(shí)器件只有水平運(yùn)動(dòng)沒(méi)有垂直運(yùn)動(dòng)。如果施加旋轉(zhuǎn)，可以看到器件會(huì)上下移動(dòng)，外部指將感知該運(yùn)動(dòng)，從而就能拾取到與旋轉(zhuǎn)相關(guān)的信號(hào)。
上面的動(dòng)畫(huà)，只是抽象展示了陀螺儀的工作原理，而真實(shí)的陀螺儀內(nèi)部構(gòu)造是下面這個(gè)樣子，別不小心誤會(huì)了哦~
三、陀螺儀的應(yīng)用
“陀螺儀”是加速度傳感器的升級(jí)版，加速度傳感器能檢測(cè)和感應(yīng)某一軸向的線性動(dòng)作，而陀螺儀能檢測(cè)和感應(yīng)3D空間的線性和動(dòng)作，從而能夠辨認(rèn)方向、確認(rèn)姿態(tài)、計(jì)算角速度。
自喬布斯發(fā)布第一款帶陀螺儀的手機(jī)時(shí)，讓手機(jī)玩極品飛車(chē)類(lèi)的游戲就成為了可能。
首先就是能夠?qū)︸{駛類(lèi)游戲做出更真實(shí)的模擬。通過(guò)陀螺儀，能夠?qū)κ謾C(jī)的偏轉(zhuǎn)角度、速度、時(shí)間等進(jìn)行測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)游戲視野的變化和車(chē)輛方向速度的改變，讓游戲的體驗(yàn)有了質(zhì)的提升!
其次是能夠幫助攝像頭進(jìn)行防抖(OIS)，通俗來(lái)說(shuō)就是當(dāng)你按下快門(mén)的那一刻，陀螺儀檢測(cè)手機(jī)抖動(dòng)的角度，然后根據(jù)角度來(lái)算出鏡頭模組需要補(bǔ)償?shù)木嚯x，讓鏡頭通過(guò)反向運(yùn)動(dòng)來(lái)抵消手機(jī)的抖動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)鏡頭在拍攝的那一刻的絕對(duì)靜止，提高成片率。
再次就是輔助GPS導(dǎo)航，在某些gps信號(hào)弱或者無(wú)信號(hào)的地方，比如隧道等，手機(jī)就可以根據(jù)之前定位的地點(diǎn)和陀螺儀檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間和方向，推算出當(dāng)前的位置，來(lái)達(dá)到暫時(shí)定位的目的。
在手機(jī)的具體應(yīng)用中，通常會(huì)采用A+G方案，即將加速度傳感器和陀螺儀做在一起，從而節(jié)省一路I2C。
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