一文讀懂陀螺儀傳感器和加速度傳感器異同

陀螺儀傳感器的原理：

對(duì)于不熟悉這類產(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)這類移動(dòng)便攜設(shè)備上?

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)。這就是陀螺儀的原理。我們騎自行車其實(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)檐囕S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。

陀螺儀傳感器應(yīng)用?

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。

開(kāi)門報(bào)警器

陀螺儀傳感器新的應(yīng)用：測(cè)量開(kāi)門的角度，當(dāng)門被打開(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。

加速度傳感器原理：

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)。

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。

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