?

三軸陀螺儀簡介

陀螺儀一種用于測量角度以及維持方向的設備，原理是基于角動量守恒原理。我們來看看陀螺儀的動態原理圖，中間金色的那個轉子則是我們的“陀螺”，它因為慣性作用是不會受到影響的，而周邊三個“鋼圈”則會因為設備改變姿態而跟著改變，通過這樣來檢測設備當前的狀態。 而這三個“鋼圈”所在的軸，也就是我們三軸陀螺儀里面的“三軸”即X軸、Y軸、Z軸。三個軸圍成的立體空間聯合檢測手機的各種動作，陀螺儀最主要的作用在于它可以測量角速度。

陀螺儀和我們最常見的重力感應有什么區別呢？

重力感應是通過感應重力正交兩個方向的分力大小，來判斷水平方向，而陀螺儀則是一個立體的方向。也因為特性上有所不同，陀螺儀的應用看起來會比重力感應的更炫，更拉風。陀螺儀對一般用戶來說最容易接觸到的用途估計就是可以用在各種大型游戲上了，用陀螺儀操?作起射擊游戲來，可要比用觸屏更加得心應手很多。當然，除了游戲，陀螺儀還可以配合其他設備配合GPS定位，像Google的街景就有利用到陀螺儀配合定位。

MEMS陀螺儀

要想將陀螺儀技術應用于手機、MID、手柄、鼠標、數碼相機這樣的小型設備中，將傳統陀螺儀小型化是必然，為此，MEMS陀螺儀正全面走進數碼設備、游戲設備。MEMS是什么呢？MEMS（Micro Electro Mechanical systems，微電子機械系統）是建立在微米/納米技術基礎上的前沿技術，其是一種可對微米/納米材料進行設計、加工、制造、測量和控制的技術。它可將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一整體單元的微型系統。

MEMS陀螺儀用途　

MEMS產品已被廣泛地應用于。。。數碼相機（防抖防震器件，使用MEMS陀螺儀產品即便在持續震動的環境中，也能準確地進行歸零的動作）、筆記本電腦或MID、手機（如加速度計）、MP3/MP4、游戲機等消費電子產品中。陀螺儀利用這種技術，可在硅片上形成微米尺度的精密諧振結構，用來感應角速度的大小和方向。

技術難度

與傳統的利用角動量守恒原理的陀螺儀相比，必優傳感介紹的MEMS陀螺儀使用了不同的工作原理。傳統的陀螺儀是一個不停轉動的物體，其轉軸的指向不隨承載它的支架旋轉而變化。要把這樣一個不停轉動的沒有支撐的能旋轉的物體用微機械技術在硅片襯底上加工出來，顯然難上加難。為此，MEMS陀螺儀在基于傳統陀螺儀特性的基礎上利用科里奧利力來實現了設備的小型化。

以意法半導體的MEMS陀螺儀為例，其核心元件是一個微加工機械單元，在設計上按照一個音叉機制運轉（音叉機制的工作原理是通過安裝在音叉基座上的一對壓電晶體使音叉在一定共振頻率下振動，當音叉開關的音叉與被測介質相接觸時，音叉的頻率和振幅將改變，音叉開關的這些變化由智能電路來進行檢測，處理并將之轉換為一個開關信號）。電機驅動部分通過靜電驅動方法，使機械元件前后振蕩，產生諧振，利用科里奧利力把角速率轉換成一個特定感應結構的位移，兩個正在運動的質點向相反方向做連續運動。只要從外部施加一個角速率，就會出現一個力，力的方向垂直于質點的運動方向。產生的力使感應質點發生位移，位移大小與所施加的加速度速率大小成正比，位于旁邊的傳感器就能感應出在定子和轉子之間引起的電容變化，從而實現操控功能。并且，由于在控制電路內部嵌入了先進的電源關斷功能，可以在不需要傳感器功能的時候關閉整個傳感器，或讓其進入深度睡眠模式，便可大幅降低陀螺儀的總功耗。從而像手機等便攜式設備就會由此獲得更長的續航時間。

三軸MEMS陀螺儀工作原理

三軸MEMS陀螺儀結合三軸MEMS加速度計實現的所謂六軸產品。三軸陀螺儀可以同時測定6個方向的位置、移動軌跡和加速度。

從MEMS陀螺儀的應用方向來看，陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度，可與MEMS加速度計（加速計）形成優勢互補，如果組合使用加速度計和陀螺儀這兩種傳感器，設計者就能更好地跟蹤并捕捉三維空間的完整運動，為最終用戶提供現場感更強的用戶使用體驗、精確的導航系統以及其它功能。

此外，為讓設計和制作的陀螺儀具有較高的加速度和較低的機械噪聲，或為校正加速度計的旋轉誤差，必優傳感建議使用磁力計來完成傳統上用陀螺儀實現的傳感功能，以完成相應定位，讓陀螺儀術業有專攻。這表明，混合的陀螺儀、加速度計或磁感應計結合的方案正成為MEMS陀螺儀技術應用的趨勢。

?