手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

穿戴設備 軟件 無人機 科技 找靚機 2017-04-14

關注智能手機的朋友都知道,手機中存在可以識別手機所處方向的傳感器——陀螺儀,小到300元的山寨機,大到5、6千元的高端旗艦手機,都會內置一顆陀螺儀傳感器,這個早已普及的“小陀螺”其實原理非常複雜,它究竟是個什麼東西?

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

不怕大家笑話,筆者在剛聽說陀螺儀的時候,傻傻認為在手機芯片中“藏”了個微縮版的小陀螺,當了解到手機陀螺儀的工作原理時,真的是自己太天真了!不知道還有沒有和筆者一樣想法的朋友。

最早的陀螺儀是機械式的,內部含有高速運轉的陀螺,而由於當時機械加工水平有限,而陀螺儀又是精度相當高的儀器,因此最初應用在導航系統中的陀螺儀精度都不太高。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

為了解決這一問題,人類又發明了激光陀螺儀,光纖陀螺儀以及現在智能手機中用到的微機電陀螺儀。這些陀螺儀在工作原理上和傳統的機械是陀螺儀已經完全不同。

這裡先簡單說下激光陀螺儀和光纖陀螺儀。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

激光陀螺儀和光纖陀螺儀簡單來說都是通過光傳播特性,測量順時針和逆時針的光程差計算出旋轉的角速度,從而代替傳統機械陀螺儀的功能。

而微機電陀螺儀(MEMS)內通常存在兩個方向的可移動電容板。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

徑向的電容板加震盪電壓迫使物體作徑向運動(類似加速度計中的自測試模式),橫向的電容板測量由於橫向科里奧利運動帶來的電容變化(類似加速度計測量加速度)。因為科里奧利力正比於角速度,所以由電容的變化可以計算出角速度。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

檢測到電容變化後,這種機械變化會轉換成數字信號,經過電子設備的DSP(數字信號處理),最後交給AP(電子運算處理器)處理。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

其實,微機電陀螺儀不止是用在手機上,包括體感遊戲機、數碼相機、無人機、智能可穿戴設備、甚至在一些高檔汽車中,會裝有25-40個MEMS傳感器,用來檢測汽車不同部位的工作狀態,為行車電腦提供信息,從而實現類似坡度計算等功能。

手機中的陀螺儀是什麼?真的是個小陀螺嗎?

找靚機APP,是一個二手手機的自營APP,可以在應用市場搜索下載“找靚機”,微博名稱“找靚機”。

相關推薦

推薦中...