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三轴陀螺仪是什么?在手机领域扮演什么角色?

作者:admin  更新时间:2017-08-21
三轴陀螺仪最早是在工业领域应用,由于技术的成熟,智能手机已经大面积应用,并且作为核心的硬件,本文从三轴陀螺仪的定义到在手机领域的应用再到军工领域的应用,全面讲解。
三轴陀螺仪是什么?在手机领域扮演什么角色?
  三轴陀螺仪定义
  所谓三轴即同时测定6个方向的位置,移动轨迹,加速。单轴的只能测量一个方向的量,也就是一个系统需要三个陀螺仪,而3轴的一个就能替代三个单轴的。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好,是激光陀螺的发展趋势。对于激光陀螺则更多应用于军事方面,我们暂且不做讨论。不过我们可以看出iPhone 4应用的三轴陀螺仪是较为先进的。
  陀螺仪的种类很多,按用途来分,它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中,作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪主要用于飞行状态的指示,作为驾驶和领航仪表使用。
  我们现在常接触的便是电子式的陀螺仪,有压电陀螺仪,微机械陀螺仪,光纤陀螺仪,激光陀螺仪等,并且还可以和加速度计,磁阻芯片,GPS,做成惯性导航控制系统。
  三轴陀螺仪在手机的应用
  目前智能手机都被放置了三轴陀螺仪,它能测量出自已在什么位置。三轴陀螺仪是包含在芯片内的,芯片内部含有一块微型磁性体,可以在手机进行旋转运动时产生的科里奥力作用下向X,Y,Z三个方向发生位移,利用这个原理便可以测出手机的运动方向。而芯片核心中的另外一部分则可以讲有关的传感器数据转换为智能手机以识别的数字格式,所以,当该系统运行时,无论你将智能手机上移或者甩动,里面的芯片接受指令就会向智能手机的CPU传输数据,使得智能手机能够做出正确的回应。
  三轴陀螺仪在军工的应用
  三轴陀螺仪的应用很广泛,比如在飞机上装上三个定向指示仪,并使三个小飞轮的自转轴相互垂直,飞行员就可以通过飞轮轴相对于机身的指向来确定飞机的空间取向。船舶上装上定向指示仪,海员可用它来确定海轮的航向。鱼雷,火箭中也装有定向指示仪,起到自动导航的作用。在鱼雷前进的过程中,定向指示仪的轴线方向保持不变。当鱼雷因风浪等影响,前进方向改变时,鱼雷的纵轴与定向指示仪之间就出现了偏差,这时可启动有关器械改变舵的角度,使鱼雷回复到原来的前进方向。火箭中,则采用改变喷气方向的方法来校正飞行方向。
  三轴陀螺仪在消费电子产品的应用给消费者带来极大的便利,国内近几年也在大力发展陀螺仪技术的研发,尤其在惯性导航上的应用,受益产品无人机已经大放光彩,希望会有更为精准、成本低的产品出现。