陀螺仪传感器工作及其应用

微机电系统MEMS，俗称MEMS，是一种非常小的机电和机械设备的技术。 MEMS 技术的进步帮助我们开发了多功能产品。许多机械设备，如加速度计、陀螺仪等……现在可以与消费电子产品一起使用。这可以通过 MEMS 技术实现。这些传感器的封装方式与其他 IC 类似。加速度计和陀螺仪相得益彰，因此通常会一起使用。加速度计测量物体的线性加速度或定向运动，而陀螺仪传感器测量物体的角速度或倾斜或横向方向。还提供多轴陀螺仪传感器。

什么是陀螺仪传感器？

陀螺仪传感器是一种可以测量和保持物体方向和角速度的设备。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线性运动。

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

以度每秒为单位，角速度是单位时间内物体旋转角度的变化。

陀螺仪传感器工作原理

陀螺仪传感器除了能感知角速度，还能测量物体的运动。为了实现更强大和更准确的运动感应，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。

根据方向的不同，角速率测量分为三种类型。 Yaw-从上方看物体时在平面上的水平旋转，Pitch-从正面看物体时的垂直旋转，Roll-从正面看物体时的水平旋转。

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，传感器的旋转速度被转换成电信号。通过观察振动陀螺仪传感器的工作原理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，该元件由双 T 形结构的水晶材料制成。这种结构包括一个位于中央的固定部分，其上附有“传感臂”和两侧的“驱动臂”。

这种双T型结构是对称的。当对驱动臂施加交变振动电场时，会产生连续的横向振动。由于驱动臂是对称的，当一个臂向左移动时，另一个臂向右移动，从而抵消了泄漏的振动。这使静止部分保持在中心，传感臂保持静止。

当外部旋转力施加到传感器上时，驱动臂会引起垂直振动。这导致驱动臂向上和向下方向的振动，从而旋转力作用在中心的静止部分上。

静止部分的旋转导致传感臂的垂直振动。感应臂中引起的这些振动被测量为电荷的变化。这种变化用于测量施加到传感器上的外旋转力，作为角旋转。

类型

随着技术的进步，高度精确、可靠和微型的设备正在制造中。通过集成陀螺仪传感器，可以更准确地测量 3D 空间中的方向和运动。陀螺仪也有不同尺寸的不同性能。

根据尺寸，陀螺仪传感器分为小型和大型。陀螺仪传感器的层次结构从大到小可分为环形激光陀螺仪、光纤陀螺仪、流体陀螺仪和振动陀螺仪。

小巧易用 振动陀螺仪最受欢迎。振动陀螺仪的精度取决于传感器中使用的静止元件材料和结构差异。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。

振动陀螺仪的种类

对于压电换能器，传感器的固定部分使用晶体和陶瓷等材料。这里对于晶体材料结构，如双 T 结构，使用音叉和 H 形音叉。陶瓷材料选用棱柱状或柱状结构。

振动陀螺仪传感器的特性包括比例因子、温度-频率系数、紧凑的尺寸、抗震性、稳定性和噪声特性。

手机中的陀螺仪传感器

为了提供良好的用户体验，如今智能手机嵌入了各种类型的传感器。这些传感器还提供有关周围环境的手机信息，还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。 Apple iPhone 是第一款采用陀螺仪传感器技术的智能手机。借助智能手机中的陀螺仪，我们可以用手机检测动作和手势。智能手机通常有电子版的振动陀螺仪传感器。

陀螺仪传感器移动应用

陀螺仪传感器应用有助于检测手机的倾斜和方向。陀螺仪传感器应用对于没有陀螺仪传感器的旧智能手机很有用。

GyroEmu 和 Xposed 模块等应用程序利用手机上的加速度计和磁力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，用于玩高科技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、车辆电子稳定控制系统、手机游戏运动传感、数码相机中的相机抖动检测系统、无线电遥控直升机, 机器人系统等...

陀螺仪传感器在所有应用中的主要功能是角速度感应、角度感应和控制机制。使用基于陀螺仪传感器的光学图像稳定系统可以补偿相机中的图像模糊。

通过了解他们的行为和特征，开发人员正在设计许多高效且低成本的产品，例如基于手势的无线鼠标控制、轮椅的方向控制、使用手势命令等控制外部设备......

正在创建许多新应用程序，它们正在改变我们将手势用作控制设备的命令的方式。市场上的一些陀螺仪传感器有 MAX21000、MAX21001、MAX21003、MAX21100。哪个移动应用程序。你用过手机模拟陀螺仪传感器吗？