三轴陀螺仪和三轴加速度计区别_三轴加速度计、陀螺仪和磁力计的应用原理

三轴加速度传感器基于加速度的基本原理工作。

测量比力

三轴加速度计是一种惯性传感器，可以测量物体的比力，即去掉重力后的整体加速度或作用在单位质量上的非重力。当加速度计保持静止时，可以感知重力加速度，整体加速度为零。在自由落体运动中，整体加速度为重力加速度，但加速度计处于失重状态，此时三轴加速度计的输出为零。

测量角度

三轴加速度计的原理可以用来测量角度。直观来看，如图所示，弹簧压缩量由加速度计与地面的夹角决定。比力可以通过弹簧的压缩长度来测量。因此，加速度计可以在没有外力的情况下精确测量俯仰角和滚转角，不存在累积误差。

MEMS三轴加速度计采用压阻式、压电式和电容式工作原理，产生的比力(压力或位移)分别与电阻、电压和电容的变化成正比。这些变化可以被相应的放大和滤波电路收集。这种传感器的缺点是受振动影响较大。

2、三轴陀螺仪

三轴陀螺仪是惯性导航系统的核心敏感器件，其测量精度直接影响惯性导航系统姿态计算的精度。功能：用于测量单位内的角速度，对角速度积分后计算角度。要了解三轴陀螺仪的原理，首先要知道科里奥利力，科里奥利力有些地方也叫科里奥利力，是旋转系统中质点的直线运动由于惯性相对于旋转系统的偏差的描述。科里奥利力来自物体运动的惯性。-来自百度百科当一个质点相对于惯性系做直线运动时，由于质点本身的惯性，其轨迹相对于转动系是一条曲线。基于旋转系统，我们认为有一种力驱使粒子的轨迹形成曲线。科里奥利力是对这种偏差的描述，表示为：

也就是说，把原来的直线运动放在旋转系统中，直线轨迹会发生偏离，但实际直线运动的问题不受力的影响。这种虚力的建立叫做科里奥利力。

所以在陀螺仪中，我们选择两个物体，这两个物体都在不断运动，它们运动的相位差为-180度，即两个质量块运动方向相反，大小相同。它们产生的科里奥利力是相反的，因此迫使两个相应的电容器极板移动，从而导致不同的电容变化。电容的变化与旋转角速度成正比。旋转角度的变化可以通过电容得到。

3、三轴磁力仪

磁强计可以提供设备所承载的磁场在XYZ轴上的数据，然后将相关数据导入微控制器的算法中，以提供与磁北极相关的航向角，利用这些信息可以检测地理方位。

磁力计使用三个垂直磁阻传感器，每个传感器在轴向检测该方向的地磁场强度。

上图是一种具有晶体结构的合金材料。它们对外界磁场非常敏感，磁场的变化会导致磁阻传感器电阻值的变化。

此外，三轴磁力仪还可以采用洛伦兹力原理，电流流过磁场产生力，从而驱动电容发生变化。

审计郭婷