传统的陀螺仪主要是利用角动量守恒原理,因此它主要是一个不停转动的物体,它的转轴指向不随承载它的支架的旋转而变化。

  但是MEMS陀螺仪(gyroscope)的工作原理不是这样的,因为要用微机械技术在硅片衬底上加工出一个可转动的结构可不是一件容易的事。MEMS陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力。下面是导出科里奥利力的方法。有力学知识的读者应该不难理解。

  在空间设立动态坐标系(图一)。用以下方程计算加速度可以得到三项,分别来自径向加速、科里奥利加速度和向心加速度。

图一、动态坐标系
  如果物体在圆盘上没有径向运动,科里奥利力就不会产生。因此,在MEMS陀螺仪的设计上,这个物体被驱动,不停地来回做径向运动或者震荡,与此对应的科里奥利力就是不停地在横向来回变化,并有可能使物体在横向作微小震荡,相位正好与驱动力差90度。(图二)MEMS陀螺仪通常有两个方向的可移动电容板。径向的电容板加震荡电压迫使物体作径向运动(有点象加速度计中的自测试模式),横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化(就象加速度计测量加速度)。因为科里奥利力正比于角速度,所以由电容的变化可以计算出角速度。


图二、MEMS陀螺仪的驱动和传感
  
图三是Z轴MEMS陀螺仪。它采用了闭合回路、数字输出和传感器芯片跟ASIC芯片分开平放连线的封装方法。

图三、BOSCH SMG 070原理图

MEMS陀螺仪(gyroscope)的工作原理的更多相关文章

  1. MEMS陀螺仪(gyroscope)的结构

    MEMS陀螺仪(gyroscope)的设计和工作原理可能各种各样,但是公开的MEMS陀螺仪均采用振动物体传感角速度的概念.利用振动来诱导和探测科里奥利力而设计的MEMS陀螺仪没有旋转部件.不需要轴承, ...

  2. MEMS加速度计工作原理

    一般加速度计有两块芯片组成,一块是MEMS传感器,另一块是客户化的信号处理芯片. 加速度计也称惯性传感器,因为它的工作原理就是靠MEMS中可移动部分的惯性.由于中间电容板的质量很大,而且它是一种悬臂构 ...

  3. 几种MEMS陀螺仪(gyroscope)的设计和性能比较

    现在市场上的MEMS陀螺仪主要有SYSTRON.BOSCH和INVENSENSE设计和生产.前两者设计的陀螺仪属高端产品,主要用于汽车.后者的属低端产品,主要用于消费类电子,象任天堂的Wii.ADI2 ...

  4. MEMS陀螺仪—MEMS产品中的杀手

    MEMS陀螺仪(gyroscope)将成为MEMS产品的杀手.它已经被大量地应用在消费和汽车产品上.它的性能每两年提高十倍,它的成本却由于集成度和需求量的提高而不断下降.一旦MEMS陀螺仪的价格下降到 ...

  5. 菜鸟学Struts2——Struts工作原理

    在完成Struts2的HelloWorld后,对Struts2的工作原理进行学习.Struts2框架可以按照模块来划分为Servlet Filters,Struts核心模块,拦截器和用户实现部分,其中 ...

  6. 【夯实Nginx基础】Nginx工作原理和优化、漏洞

    本文地址 原文地址 本文提纲: 1.  Nginx的模块与工作原理    2.  Nginx的进程模型    3 . NginxFastCGI运行原理        3.1 什么是 FastCGI   ...

  7. HashMap的工作原理

    HashMap的工作原理   HashMap的工作原理是近年来常见的Java面试题.几乎每个Java程序员都知道HashMap,都知道哪里要用HashMap,知道HashTable和HashMap之间 ...

  8. 【Oracle 集群】ORACLE DATABASE 11G RAC 知识图文详细教程之RAC 工作原理和相关组件(三)

    RAC 工作原理和相关组件(三) 概述:写下本文档的初衷和动力,来源于上篇的<oracle基本操作手册>.oracle基本操作手册是作者研一假期对oracle基础知识学习的汇总.然后形成体 ...

  9. ThreadLocal 工作原理、部分源码分析

    1.大概去哪里看 ThreadLocal 其根本实现方法,是在Thread里面,有一个ThreadLocal.ThreadLocalMap属性 ThreadLocal.ThreadLocalMap t ...

随机推荐

  1. Bulk-Only传输协议 UFI命令块规范

    USB设备分为5大类,即显示器.通信设备.音频设备.人机输入和海量存储.通常所用的U盘.移动硬盘均属于海量存储类.海量存储类的规范中包括4个独立的子规范,即CBI传输.Bulk-Only传输.ATA命 ...

  2. HttpClient工具类

    HttpClient 是 Apache Jakarta Common 下的子项目,用来提供高效的.最新的.功能丰富的支持 HTTP 协议的客户端编程工具包,并且它支持 HTTP 协议最新的版本和建议. ...

  3. SHELL中的特殊变量和结构

    SHELL中的特殊变量和结构 表格 B-1. 特殊的shell变量 变量 含义 $0 脚本名字 $1 位置参数 #1 $2 - $9 位置参数 #2 - #9 ${10} 位置参数 #10 $# 位置 ...

  4. Linux系统编程(19)——正则表达式在sed和awk中的使用

    sed意为流编辑器(Stream Editor),在Shell脚本和Makefile中作为过滤器使用非常普遍,也就是把前一个程序的输出引入sed的输入,经过一系列编辑命令转换为另一种格式输出.sed和 ...

  5. C语言的本质(35)——共享库

    库用于将相似函数打包在一个单元中.然后这些单元就可为其他开发人员所共享,并因此有了模块化编程这种说法- 即,从模块中构建程序.Linux支持两种类型的库,每一种库都有各自的优缺点.静态库包含在编译时静 ...

  6. Linux NFS服务器的安装与配置(转载)

    一.NFS服务简介 NFS 是Network File System的缩写,即网络文件系统.一种使用于分散式文件系统的协定,由Sun公司开发,于1984年向外公布.功能是通过网络让不同的机器.不同的操 ...

  7. jQuery判断元素是否是隐藏的代码

    if($("#elem_id").is(":hidden")) { } 实例代码1: 复制代码 代码如下: <!DOCTYPE HTML PUBLIC & ...

  8. JavaScript原型链与继承

    最近学习了<Javascript高级程序设计>面向对象部分,结合书中的例子总结一下原型链和继承部分的内容. 创建对象 在Js当中没有类这个概念,当我们想要创建具有相同属性的对象的时候,有如 ...

  9. java一个简单的管理系统

    用java实现的简单管理系统 运行出来的状态 实现了新增.删除.借出.归还.排行榜简单的功能! 下面是简单的代码 首先定义一个书籍类,自己打开哦! public class Book implemen ...

  10. Word Amalgamation

    Problem Description In millions of newspapers across the United States there is a word game called J ...