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科普知識
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電化學式檢測儀

加速度計整合陀螺儀提升應用價值

發布日期:2022-10-07 點擊率:88

  加速度計,可以測量加速度,包括重力加速度,于是在靜止或勻速運動(勻速直線運動)的時候,加速度計僅僅測量的是重力加速度,而重力加速度與剛才所說的R坐標系(絕對坐標系) 是固連的,通過這種關系,可以得到加速度計所在平面與地面的角度關系也就是橫滾角和俯仰角。

  所謂的陀螺儀,簡言之即為可測量沿著一個軸、或多軸運動的角速度動態數據,基本上陀螺儀的使用是用來補充MEMS加速計設計方案、提升動態感測精度的輔助強化組件,透過加速度感器測搭配角速度的實時參照,可以讓操作系統獲得更精確的動作感測數據。

  目前多數以加速度計搭配陀螺儀通常經過整合設計、來建構可進行動態追蹤與捕捉3D空間的完整運動軌跡。以現有的MEMS陀螺儀為例,MEMS陀螺儀(Gyroscope)又名角速度計,其實MEMS陀螺儀的核心組件,是一組經過硅制程的微加工機械組合,在硅結構設計上為參照一組如同音叉機制的運轉結構,其應用裝置的角速度感測,其工作原理為由相互正交之振動與轉動導致的交變科里奧利力,至于振動的物體由柔軟之彈性結構懸掛于基座上,MEMS陀螺儀整體動力學系統,是由2D彈性阻尼系統整合,系統中的振動和轉動所產生的科里奧利力將角速度之能量轉移至傳感模式,角速率轉換為特定感應結構的直向位移,透過MEMS的結構進而取得變化量的感測信息。

  至于陀螺儀與加速計最大的不同是,陀螺儀的量測數據較偏向斜度、偏航等動態信息,反而與重力、線性動作感測數據較無關,陀螺儀多在偵測物體水平改變狀態時較能達到效用,無法如加速度計對于物體移動或移動動能具較高的感測能力。相反的,加速度計可在偵測物體移動狀態具較高實用效益,但卻無法感測物體的小幅角度改變。因而將加速度計與陀螺儀整合,即可讓動態感測系統同時具備直向速度與轉動數據的感測信息,讓動態感測系統的偵測范圍更全面、完整。

  

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