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【科普视频】陀螺仪的运作原理



陀螺仪的运作原理

陀螺仪是一种既古老而又很有生命力的仪器,从第一台真正实用的陀螺仪器问世以来已有大半个世纪。最早的陀螺仪的制作方式是;将一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上,靠陀螺的方向来计算角速度。

其中,周边的三个“钢圈”会因为设备的改变而跟着改变,而中间金色陀螺会因为惯性作用不会受到影响,因此,三个轴围成的立体空间联合检测动作,然后读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。所以一开始,陀螺仪侦测的就是角速度,其工作原理主要是是基于科里奥利力原理。

而现在,可以把陀螺看成是一个刚体,刚体上有一个万向支点,而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动,所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动,更确切地说,一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上,使陀螺的自转轴有角转动的自由度,这种装置的总体就叫做陀螺仪。

智能手机就采用了MEMS(微机电)陀螺仪,陀螺仪可以用于游戏控制,可以通过对偏转、倾斜等动作角速度的测量,实现用手控制游戏主角的视野和方向。陀螺仪也可以用于防抖,在我们按下快门时,陀螺仪测量出手机翻转的角度,将手抖产生的偏差反馈给图像处理器,对镜头的抖动方向以及位移作出补偿,实现更清晰的拍照效果。

总之,陀螺仪它可以感测并测量物体的方向和角速度。凭借其工作原理,陀螺仪各领域中发挥着重要的作用。

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