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類型分類：: 科普知識

數據分類：: 加速度傳感器

三軸陀螺儀傳感器：3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理

發布日期：2022-10-09 點擊率：147

三軸陀螺儀傳感器：3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理

三軸陀螺儀傳感器：【傳感器大賞】3軸陀螺儀

Grove-3 Axis Digital Gyro

Grove - 3-Axis Digital Gyro 是一個基于 ITG3200 的電子陀螺儀模塊。ITG3200 是目前業界最快的單芯片，數字輸出的三軸 MEMS 運動處理陀螺儀。適用于游戲、3D 鼠標或其他運動檢測相關的應用。ITG-3200 具有三個用于數字化陀螺儀輸出的 16 位模數轉換器，一個用戶可選的內部低通濾波器和一個快速模式的 I2C (400kHz) 接口。

產品特性
輸入電壓 : 3.3V, 5V輸入電壓 : 6.5mA閑置模式電流 : 5μA分辨率 : 14 LSBs per °/sec滿量程范圍 : ±2000°/sec加速度 : 10,000g for 0.3msI2C 接口三個 16 位模數轉換器片上溫度傳感器集成放大器和低通濾波器保溫耐濕符合 RoHS 和及綠色環保標準
操作示例
本演示將向您展示如何從這個數字陀螺儀獲取數據，數據以 rad/s 為單位。

準備一個 Grove - 3-Axis Digital Gyro 和一個?Seeeduino

硬件連接
硬件連接非常簡單，因為 Seeeduino 有一個 I2C Grove 接口

所以，我們需要做的是通過 Grove 線纜將其連接到 I2C Grove 接口。

下載代碼并上傳
點擊?這里?下載庫，然后將其放到 Arduino 的庫文件夾。

打開?File(文件) -> examples(示例) -> Grove_3_Digital_Gyro -> ITG3200_gyro，打開演示代碼

點擊 Upload 上傳代碼，如果您對如何啟動 Arduino 有任何疑問，請點擊?這里。

檢查結果
現在，您可以打開串口監視器來檢查結果。

下圖顯示了 3 個軸的方向。您可以借助它來理解結果的物理意義。

?
三軸陀螺儀傳感器：3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理第1張

三軸陀螺儀傳感器：一文讀懂三軸，六軸，MEMS陀螺儀（角速率傳感器）的區別

原標題：一文讀懂三軸，六軸，MEMS陀螺儀（角速率傳感器）的區別

隨著現代科技的不斷發展，陀螺儀也被應用到越來越多的領域和行業，例如我們常見紙飛機等飛行類游戲，賽車類游戲等。以陀螺儀為核心的慣性制導系統就被廣泛應用于航空航天，今天的導彈里面依然有這套東西，而隨著需求的刺激，陀螺儀也在不斷進化。單純的從陀螺儀的定義來看，陀螺儀是一種用來感測與維持方向的裝置，基于角動量不滅的理論設計出來的，，但是其中陀螺儀包含的零件卻是很多的，而且陀螺儀也分三軸陀螺儀和六軸陀螺儀，兩者之間到底有何區別，帶著這些疑問，我們一起走進今天的文章內容：

1.、陀螺儀的基本部件：

1、陀螺轉子（常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉，并見其轉速近似為常值）。

2、內、外框架（或稱內、外環，它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構）。

3、附件（是指力矩馬達、信號傳感器等）。

陀螺儀有兩個非常重要的基本特性：一為定軸性，另一是進動性，這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。

2.三軸陀螺儀和六軸儀的區別

三軸陀螺儀是分別感應Roll（左右傾斜）、Pitch

隨著現代科技的不斷發展，陀螺儀也被應用到越來越多的領域和行業，例如我們常見紙飛機等飛行類游戲，賽車類游戲等，其中以陀螺儀為核心的慣性制導系統就被廣泛應用于航空航天，單純的從陀螺儀的定義來看，陀螺儀是一種用來感測與維持方向的裝置，基于角動量不滅的理論設計出來的，但是其中陀螺儀包含的零件卻是很多的，也分三軸陀螺儀和六軸陀螺儀，九軸陀螺儀幾者之間到底有何區別：

圖為三軸陀螺儀

1.陀螺儀的基本部件：

1、陀螺轉子（常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉，并見其轉速近似為常值）。

2、內、外框架（或稱內、外環，它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構）。

3、附件（是指力矩馬達、信號傳感器等）。

陀螺儀有兩個非常重要的基本特性：一為定軸性，另一是進動性，這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。

圖為單軸陀螺儀

2.三軸陀螺儀和六軸儀的區別

三軸陀螺儀是分別感應Roll（左右傾斜）、Pitch（前后傾斜）、Yaw（左右搖擺）的全方位動態信息，6軸陀螺儀是指三軸加速器（三軸加速器就是感應XYZ（立體空間三個方向，前后左右上下）軸向上的加速）和三軸陀螺儀合在一起的稱呼。

簡單的說，6軸具備3軸的功能，而且六軸相對來說還要高級一點，三軸加速器是檢測橫向加速的，三軸陀螺儀是檢測角度旋轉和平衡的，合在一起稱為六軸傳感器。

3.六軸的區別和九軸陀螺儀的區別

所謂的六軸陀螺儀叫六軸動作感應器比較合適是三軸陀螺儀和加速計的合稱如果有三軸陀螺儀也有加速計那就具有六軸動作感應。

圖為三軸陀螺儀

而九軸感測組件是：三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁強計，然后歐拉角加四元數數據融合，陀螺儀的原理，陀螺儀，是一種用來感測與維持方向的裝置，基于角動量不滅的理論設計出來的。陀螺儀一旦開始旋轉，由于輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。

陀螺儀有兩個非常重要的基本特性：一為定軸性，另一是進動性，這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。

定軸性：當陀螺轉子以高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變，即指向一個固定的方向；同時反抗任何改變轉子軸向的力量。這種物理現象稱為陀螺儀的定軸性或穩定性

進動性：當轉子高速旋轉時，若外力矩作用于外環軸，陀螺儀將繞內環軸轉動；若外力矩作用于內環軸，陀螺儀將繞外環軸轉動。其轉動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性就是我們所說的陀螺儀的進動性。

MEMS陀螺儀（角速率傳感器）

傳統的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高，結構復雜，它的精度受到了很多方面的制約。而我們現在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS（微機電）陀螺儀，它精度并不如前面說到的光纖和激光陀螺儀，需要參考其他傳感器的數據才能實現功能，但其體積小、功耗低、易于數字化和智能化，特別是成本低，易于批量生產，非常適合手機、汽車牽引控制系統、醫療器材這些需要大規模生產的設備。

MEMS陀螺儀是目前比較常見的，也是我們所說的集機械元素、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統，主要是利用 coriolis 定理，將旋轉物體的角速度轉換成與角速度成正比的直流電壓信號，其核心部件通過摻雜技術、光刻技術、腐蝕技術、LIGA技術、封裝技術等批量生產的。

MEMS陀螺儀的主要特點：

1、體積小、重量輕，其邊長都小于 1mm，器件核心的重量僅為1.2mg。2、成本低。

3、可靠性好，工作壽命超過 10 萬小時，能承受1000g 的沖擊。4、測量范圍大。返回搜狐，查看更多

責任編輯：
三軸陀螺儀傳感器：3軸陀螺儀傳感器和3軸加速度傳感器的工作原理第2張

三軸陀螺儀傳感器：手機上說的“三軸陀螺儀感應器”是什么？有什么作用？

三軸陀螺儀感應器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統。陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度，可與MEMS加速度計（加速計）形成優勢互補，組合使用加速度計和陀螺儀這兩種傳感器，更好地跟蹤并捕捉三維空間的完整運動，提供現場感更強的用戶使用體驗、精確的導航系統以及其它功能。
三軸陀螺儀最大的作用就是測量角速度，以判別物體的運動狀態，所以也稱為運動傳感器。應用在手機上，三軸陀螺儀就能對用戶的手機轉動、偏轉動作做出較為精準的測量，判斷出用戶對手機的操作動作，從而進行相應的反饋。下圖是手機中的陀螺儀感應器芯片：
擴展資料：
手機“三軸陀螺儀感應器”的應用：
1、體感游戲，以第一人稱射擊和賽車等競技類游戲時，可以完全摒棄以前通過方向按鍵來控制游戲的操控方式，只需要通過移動手機相應的位置，既可以達到改變方向的目的，使游戲體驗更加真實、操作更加靈活。
2、相機防抖，可以和手機上的攝像頭配合使用，比如防抖，這會讓手機的拍照攝像能力得到很大的提升。
3、運動計步。陀螺儀可以測量出手機的角度，從而檢測到人體的重心偏移。當人在行走時，手機會隨著運動出現角度偏移。陀螺儀檢測到持續且有規律的角度偏移時，手機就會開始判斷用戶正在走路。
參考資料來源：百度百科-三軸陀螺儀

顧名思義，陀螺儀，就是用陀螺做的儀器。陀螺的特點是旋轉的時候非常穩定，其轉軸不容易改變方向。利用這個特性，制造出陀螺儀，用途廣泛。比如，可以用陀螺儀給飛機火箭輪船導航。
所謂三軸，就是指在空間里的長寬高三個方向。把陀螺儀安裝在這種可以在三個方向任意偏轉的架子上，就不受飛機火箭等飛行姿態的影響。比如我國古代有一種小香爐，就是這種三軸的結構，點上香放在衣服里，無論人做什么動作，即使倒立，香灰都不會灑出來。
三軸陀螺儀感應器安裝在手機上，利用它的穩定特性可以玩一些需要做動作的游戲，比如第一人稱射擊游戲，需要動作模擬的保齡球游戲，第一人稱賽車游戲等。

什么是三軸陀螺儀？華為手機內置的陀螺儀有什么用？

就是重力感應。
三軸陀螺儀的感應效果比較好。
感應動作等姿勢。。。

　陀螺儀又叫角速度傳感器，是不同于加速度計（G-sensor）的，他的測量物理量是偏轉、傾斜時的轉動角速度。在手機上，僅用加速度計沒辦法測量或重構出完整的3D動作，測不到轉動的動作的，G-sensor只能檢測軸向的線性動作。但陀螺儀則可以對轉動、偏轉的動作做很好的測量，這樣就可以精確分析判斷出使用者的實際動作。而后根據動作，可以對手機做相應的操作！

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