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MEMS陀螺仪工作原理及创新应用

 时间:2020-07-07 | 浏览: 次 | 来源:天羿领航
    MEMS陀螺仪不是第一个在消费电子产品中使用的运动传感器。加速度传感器和电子罗盘较早进入消费电子市场。虽然与重力加速度传感器参考和电子罗盘与地磁参考可以形成三维空间覆盖地球表面的垂直和水平的飞机,他们不能模拟对象的整个运动过程,因为他们都以地球为参考对象,而不是对象本身。此外,加速度传感器容易受到直线运动产生的力的干扰,而电子罗盘容易受到金属和手机等其他磁场的干扰,因此其应用受到限制。陀螺仪是测量角速度的传感器,它不仅以物体本身为参考,而且具有较高的精度。因此,它可以作为其他运动传感器的有益补充,从而使运动检测更加完善。

    陀螺仪可以作为加速度传感器和电子罗盘的有用补充。当三轴陀螺仪和三轴加速度传感器组成六轴运动传感器时,基本上可以检测到各种运动,包括速度、方向、位移等参数。“一个物体的运动不超过六种:在X,y,Z三个方向上的位移和在X,y,Z三个方向上的旋转。这六种运动方式构成了一个物体的完整轨迹。”invensense移动产品部门副总裁姜正耀表示。如果在六轴运动传感器上加一个电子罗盘,可以在检测运动轨迹的同时修正物体的绝对位置,从而实现完美的物体轨迹跟踪。因此,未来陀螺仪的进一步发展和应用与加速度传感器和电子罗盘密切相关。


    加速度传感器相当于一个弹簧系统,中间有一个重锤。当平放在桌面上时,有些弹簧被拉长,有些被压平。改变时,不同的弹簧受到不同的压缩,从而检测不同方向的力。它的典型应用包括水平和垂直切换移动电话/相机图像。


    电子罗盘主要探测地磁。常用的电子罗盘主要基于霍尔效应。然而,地磁环境并不完美,例如,地磁南极并不一定是指地球不同表面上的同一个北方;在地球的不同纬度,地磁方向与水平方向的夹角也不同。因此,电子罗盘只能指向一个大致的方向,然后再校正。此外,电子罗盘容易受到金属、扬声器、天线等磁场的干扰。特别是在手机中使用时,在PCB板上选择合适的位置是很有必要的。
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