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陀螺仪和加速度计的区别

文章出处:新闻动态 责任编辑:百世精工科技 发表时间:2023-05-24 10:45:44
  
  

      加速度计是惯性导航和制导系统的基本测量元件之一。换句话说,加速度计是安装在运动载体内部的振荡系统,用于测量载体的运动加速度。陀螺仪称为角速度传感器,与加速度计不同。它测量的物理量是偏转和倾斜旋转角速度。加速度计传感器和陀螺仪传感器是我们很多人经常听到的名词,那么陀螺仪和加速度计的区别有哪些呢?                                                             

陀螺仪和加速度计的区别之一在于工作原理不同

      一、加速度计传感器

      加速度计是一种测量加速度并将加速度转换为信号的电子设备。它通常由质量块、阻尼器、弹性元件、敏感元件和自适应电路组成。传感器在加速过程中,利用牛顿第二定律,通过测量质量块上的惯性力,得到加速度值。 常见的加速度传感器有电容式、电感式、应变式、压阻式、压电式等。


      二、陀螺仪传感器                                    

      陀螺仪传感器是一种易于使用的控制系统,用于自由空间移动和基于手势的定位。最初应用于直升机模型,现在已经广泛应用于手机等移动便携设备。在假想的平面上滑动鼠标,屏幕上的光标将随之移动,您可以圈出链接并单击按钮。当您发表演讲或离开餐桌时,这些都很方便。陀螺仪传感器具有以下基本结构:陀螺仪转子、内外框架和附件。


      三、陀螺仪和加速度计传感器工作原理差异

      陀螺仪和加速度计的区别之一是它们的工作原理有差异。

      陀螺仪传感器测量角速度,而加速度测量线性加速度。前者是惯性原理,后者是利用的力平衡原理。


      加速度计传感器的测量值在较长时间内是正确的,但由于存在信号噪声,因此在较短时间内会出现误差。陀螺仪在短时间内比较准确,但在长时间内会出现漂移误差。


      陀螺仪根据惯性原理工作。惯性原理是指旋转物体的轴线方向在不受外力影响时不会改变。人们用它来根据这个原则保持方向。然后通过多种方式读取轴指示的方向,并将数据信号自动发送到控制系统。我们骑自行车的时候其实就是在用这个原理。轮子转得越快,掉下来的可能性就越小,因为车轴有一个力使它保持水平。


      大多数加速度计都是根据压电效应原理工作的。所谓压电效应是“对于没有对称中心的异极晶体,施加在晶体上的外力不仅会使晶体变形,还会改变晶体的极化状态,在晶体内部建立电场。这是由于机械力的作用。使介质极化的现象称为“正压电效应”。


      由于这种变形会产生电压,因此只需计算产生的电压与施加的加速度之间的关系,即可将加速度转换为电压输出。所以根据这个原理,通过测量重力加速度,就可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度,您可以分析设备如何运动。

三轴加速度计工作原理

      四、应用差异

      陀螺仪和加速度计的区别还体现在它们的用途也有所差异。         


      陀螺仪传感器


      1、国防工业

      现代 陀螺仪传感器是一种能够准确判断运动物体方位的仪器,陀螺仪传感器是现代航空、航海、航天和国防工业应用中必不可少的控制装置。陀螺仪传感器是法国物理学家在研究地球自转时命名的,它一直是航空和航海姿态和速度最方便实用的参考仪器。


      2、开门报警

      测量门的角度,当门开角度时,会发出警报声,或结合GPRS模块发送短信提醒开门。此外,陀螺仪传感器集成了加速度传感器的功能。当门打开时,会产生一定的加速度值。陀螺仪传感器将测量加速度值。当达到预设的阈值时,就会发出警报。报警器还可以集成雷达传感测量功能,只要有人进入房间并有移动,就会被雷达测量到。双保险提醒防盗,可靠性高,误报率低,非常适合重要场合的防盗报警。


      加速度计


      1、地震检测

      是地质勘探和工程测量的专用传感器。


      电信号传感器可以将地震波引起的地面振动转换成电信号,再通过模数转换器转换成二进制数据,进行数据组织、存储和运算处理。加速度计传感器是一种可以测量加速度力的电子设备,通常用于手机、笔记本电脑、计步器和运动检测。


      2、手机防抖与定位

      防抖功能利用加速度传感器检测手持设备的震动/抖动幅度,当震动/抖动过大时锁定相机快门,让拍摄的图像始终清晰。


      定位功能是指安装在手机上的一个组件,用来检测手机自身的方位状态,而不是我们通常理解的指南针的功能。手机方向检测功能可以检测手机是否处于垂直、倒置、左横、右横、倾斜、倾斜状态。具有方向检测功能的手机使用起来更方便,更人性化。例如,旋转手机后,可以自动旋转屏幕图像并切换宽高比,同时还可以旋转文字或菜单,让您阅读起来更轻松。


      3、汽车安全

      加速度计主要应用于汽车安全气囊、防抱死制动系统、牵引力控制系统等安全性能方面。在安全应用中,加速度计的快速响应非常重要。当快速确定安全气囊应该展开时,加速度计必须立即做出反应。通过使用能够快速达到稳定状态而不是振动的传感器设计,可以缩短设备的响应时间。其中,压阻式加速度传感器由于在汽车行业的广泛应用,发展最快。


      加速度传感器可以检测上、下、左、右倾斜角度的变化,因此通过前后倾斜手持设备来实现游戏中物体的方向控制变得非常简单。

陀螺仪工作原理图

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