MEMS陀螺儀
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MEMS陀螺儀(Gyroscope)又名角速度計,為角慣性感測器,用於感測圍繞某個軸發生的旋轉,測量以度/秒為單位的角速度,不同於傳統的陀螺儀用於測量角位移,角速度測量能夠間接測量出角位移和速度。
陀螺儀與加速計不同的是,陀螺儀測量偏航或者斜度,與重力或線性動作無關。陀螺儀是偵測物體水平改變的狀態,但無法計算物體移動的激烈程度,加速度計只能偵測物體的移動行為,但無法偵測物體角度改變的能力,如將陀螺儀和加速計結合起來,就能夠感測轉動與線性運動的感測器。
陀螺儀解決方案是透過一個不斷旋轉的陀螺,當感測器晃動時,同時改變陀螺的水平,並改變周遭的電壓,而計算出物體移動的角度。
陀螺儀的MEMS內部設計,核心元件是一個經過微加工之機械元件,利用科裡奧利力(Coriolis)原理把角速率轉換成特定感應結構直向位移,進而取得變化量資訊。其工作原理是由相互正交的振動和轉動引起的交變科裡奧利力,振動物體被柔軟的彈性結構懸掛在基底之上。整體動力學系統是二維彈性阻尼系統,在這個系統中振動和轉動誘導的科裡奧利力把正比於角速度的能量轉移到傳感模式。
MEMS陀螺儀廣泛用於各種消費性設備,如數位相機的影像防震、筆記型電腦的硬碟保護、3D遙控器和數位羅盤等,還用在汽車的電子穩定控制(ESC)系統中,甚至自動控制系統控制機器人手腳的行動和平衡。
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