陀螺仪传感器工作原理及其应用

微机电系统,通常被称为MEMS,是一种非常小的机电和机械设备技术。MEMS技术的进步帮助我们开发了多功能产品。许多机械装置如加速度计陀螺仪等,现在可以与消费电子产品一起使用。manbetx客户端官网这在MEMS技术的帮助下成为可能。这些传感器的包装与其他IC类似。加速度计和陀螺仪相互补充,所以他们通常一起使用。加速度计测量物体的线性加速度或方向运动,而陀螺仪传感器测量物体的角速度或倾斜或横向方向。多轴陀螺仪传感器也可用。


什么是陀螺仪传感器?

陀螺仪传感器是一种能够测量和维持物体的方位和姿态的装置角速度的一个对象。这些比加速度计更先进。这些可以测量物体的倾斜和横向方向,而加速度计只能测量直线运动。

陀螺仪传感器也被称为角速率传感器或角速度传感器。这些传感器被安装在人类难以感知物体方向的应用中。

角速度是物体在单位时间内旋转角度的变化量,单位是度/秒。

陀螺仪传感器
陀螺仪传感器

陀螺仪传感器工作原理

除了感应角速度,陀螺仪传感器还可以测量物体的运动。为了更健壮和准确的运动感知,在消费电子产品中陀螺仪传感器与加速度计传感器相结合。manbetx客户端官网

根据方向的不同,有三种类型的角速率测量。偏航-从上面看到物体时在平面上的水平旋转,俯仰-从前面看到物体时的垂直旋转,滚动-从前面看到物体时的水平旋转。

在陀螺仪传感器中使用了科里奥利力的概念。在这种传感器测量角速度时,传感器的转速被转换成电信号。通过观察振动陀螺仪传感器的工作情况,可以了解陀螺仪传感器的工作原理。

该传感器由一个内部振动元件组成,由双T型结构的晶体材料构成。该结构包括位于中心的固定部分,与之相连的“传感臂”和两侧的“驱动臂”。

这种双t型结构是对称的。当交变振动电场作用于驱动臂时,会产生连续的横向振动。由于驱动臂是对称的,当一个臂移动到左边,另一个移动到右边,因此抵消了泄漏振动。这使静止部分保持在中心,传感臂保持静止。

当施加外部转动力到传感器上时,会在驱动臂上引起垂直振动。这导致驱动臂在向上和向下方向的振动,由于旋转力作用在中心的固定部分。

静止部分的旋转导致传感臂的垂直振动。这些在传感臂中引起的振动被测量为电荷的变化。这一变化用于测量作为角旋转作用于传感器的外部转动力。

类型

随着技术的进步,高精度、可靠的微型装置正在制造出来。随着陀螺仪传感器的集成,在三维空间中更精确的方向和运动测量成为可能。陀螺仪也有不同的尺寸,不同的性能。

陀螺仪传感器根据其尺寸分为小型和大型。陀螺仪传感器从大到小的层次可以列出环形激光陀螺仪,光纤陀螺仪,流体陀螺仪和振动陀螺仪。

振动陀螺仪体积小,使用方便,是最受欢迎的。振动陀螺仪的精度取决于传感器使用的固定元件材料和结构的差异。因此,制造商正在使用不同的材料和结构来提高振动陀螺仪的精度。

振动陀螺仪的类型

Piezoelectrical传感器在美国,传感器的固定部分使用了晶体和陶瓷等材料。这里的晶体材料结构如双t型结构,使用音叉和h型音叉。采用陶瓷材料时,可选择柱状或棱柱状结构。

振动陀螺仪传感器的特性包括比例系数、温度频率系数、体积紧凑、抗冲击、稳定性和噪声特性。

移动陀螺仪传感器

为了促进良好的用户体验,现在的智能手机嵌入了各种类型的传感器。这些传感器还提供手机周围环境的信息,也有助于延长电池寿命。

史蒂夫·乔布斯是第一个在消费电子产品中使用陀螺仪技术的人。manbetx客户端官网苹果iPhone是第一个拥有陀螺仪传感器技术的智能手机。在智能手机的陀螺仪的帮助下,我们可以用我们的手机检测动作和手势。智能手机通常有一个电子版本的振动陀螺仪传感器。

陀螺仪传感器移动应用程序

陀螺仪传感器应用程序帮助检测手机的倾斜和方向。陀螺仪传感器应用程序是有用的旧智能手机,没有陀螺仪传感器。

一个应用程序,如GyroEmu一个Xposed模块利用手机上的加速度计和磁强计来模拟陀螺仪传感器。陀螺仪传感器主要用于智能手机上玩高科技AR游戏。

应用程序

陀螺仪传感器用于多种应用。环形激光陀螺用于飞机和源航天飞机,而光纤陀螺用于赛车和摩托艇。

振动陀螺仪传感器用于汽车导航系统,汽车的电子稳定控制系统,移动游戏的运动传感,数码相机的相机震动检测系统,无线电控制直升机,机器人系统等…

陀螺仪传感器的所有应用的主要功能是角速度传感,角度传感和控制机构。基于陀螺仪传感器的光学稳像系统可以补偿相机中的图像模糊。

通过了解它们的行为和特征,开发人员正在设计许多高效和低成本的产品,如基于手势的无线鼠标控制、轮椅方向控制、使用手势命令控制外部设备的系统等。

许多新的应用程序正在被创造出来,它们正在改变我们使用手势作为命令来控制设备的方式。市面上的一些陀螺仪传感器有MAX21000, MAX21001, MAX21003, MAX21100。你用哪个手机应用程序在你的手机上模拟过陀螺仪传感器?

一个评论

  1. 安妮Arbert 说:

    这篇文章非常详细,非常好。

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