基于MEMS的傳感器技術(shù)報告

1、基于基于MEMS的三維傳感器的三維傳感器技術(shù)報告技術(shù)報告 陽光體育運(yùn)動 項目小組 主要內(nèi)容主要內(nèi)容MEMS技術(shù)簡介技術(shù)簡介三維加速度傳感器三維加速度傳感器三軸陀螺儀傳感器三軸陀螺儀傳感器磁力計傳感器磁力計傳感器多傳感器運(yùn)用及數(shù)據(jù)融合多傳感器運(yùn)用及數(shù)據(jù)融合 MEMS是微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-Electro-Mechanical Systems）的縮寫。MEMS主要包括微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路等幾部分，它是在融合多種微細(xì)加工技術(shù)，并應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)的最新成果的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高科技前沿學(xué)科。 MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了一個全新的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，采用MEMS技術(shù)制作的微傳感器、

2、微執(zhí)行器、微型構(gòu)件、微機(jī)械光學(xué)器件、真空微電子器件、電力電子器件等在航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事以及幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。MEMS技術(shù)技術(shù)MEMS技術(shù)技術(shù)n基于MEMS技術(shù)的常見傳感器：加速度傳感器，陀螺儀傳感器，磁力計傳感器，話筒傳感器，壓力傳感器。n傳感器主要由一些美國和亞洲公司開發(fā)，包括意法半導(dǎo)體(ST)、AnalogDevices公司(ADI)、惠普公司(HP)、德州儀器公司(TI)，以及Memsic公司。三維加速度傳感器（三維加速度傳感器（Accelerometer）n工作原理：工作原理：n加速度傳感器就是利用了其內(nèi)部的由于加速度造成的晶

3、體變形這個特性。由于這個變形會產(chǎn)生電壓，只要計算出產(chǎn)生電壓和所施加的加速度之間的關(guān)系，就可以將加速度轉(zhuǎn)化成電壓輸出。加速度傳感器物理學(xué)分析加速度傳感器物理學(xué)分析makxxcxmrrr m加速度測量方向讀出傳感器殼體檢測質(zhì)量阻尼器彈簧質(zhì)量塊運(yùn)動方程質(zhì)量塊運(yùn)動方程無阻尼固有頻率無阻尼固有頻率mk0mkc221Q拉氏變換得傳遞函數(shù)的幅值和拉氏變換得傳遞函數(shù)的幅值和相位分別為相位分別為202220)/()(1)()()(QAXHr22001tanQ阻尼比阻尼比品質(zhì)因子品質(zhì)因子 n傳遞函數(shù)幅值由圖可見，為提高靈敏度，由圖可見，為提高靈敏度，需要降低固有頻率。需要降低固有頻率。降低固有頻率有兩個方案：降低

4、固有頻率有兩個方案：降低剛度或增大質(zhì)量。降低剛度或增大質(zhì)量。 加速度傳感器學(xué)物理學(xué)分析加速度傳感器學(xué)物理學(xué)分析加速度傳感器常見分類及區(qū)別加速度傳感器常見分類及區(qū)別n壓電式：壓電式：利用壓電效應(yīng)，在其內(nèi)部有一個剛體支撐的質(zhì)量塊，有運(yùn)動的情況下質(zhì)量塊會產(chǎn)生壓力，剛體產(chǎn)生應(yīng)變，把加速度轉(zhuǎn)變成電信號輸出。由于剛體被支撐，其只能感應(yīng)動態(tài)加速度，而不能感應(yīng)靜態(tài)加速度，比如重力加速度。n容電式：容電式：容感式MEMS加速度計內(nèi)部也存在一個質(zhì)量塊，從單個單元來看，它是標(biāo)準(zhǔn)的平板電容器。加速度的變化帶動活動質(zhì)量塊的移動從而改變平板電容兩極的間距和正對面積，通過測量電容變化量來計算加速度。壓電式壓電式容電式容電式

5、加速度傳感器常見分類及區(qū)別加速度傳感器常見分類及區(qū)別n熱電式：熱電式：熱感式MEMS加速度計內(nèi)部沒有任何質(zhì)量塊，它的中央有一個加熱體，周邊是溫度傳感器，里面是密閉的氣腔，工作時在加熱體的作用下，氣體在內(nèi)部形成一個熱氣團(tuán)，熱氣團(tuán)的比重和周圍的冷氣是有差異的，通過慣性，熱氣團(tuán)的移動形成的熱場變化讓感應(yīng)器感應(yīng)到加速度值。加速度傳感器選型關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)加速度傳感器選型關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)n軸數(shù)軸數(shù)(Axis): 通常我們定義水平面為X和Y軸，垂直的為Z軸。有些應(yīng)用2軸就可以勝任，但有些應(yīng)用需要用到3軸。n滿量程滿量程: 滿量程 (FS) 指的是器件可以測量到的最大加速度值 ，比如： 2g / 6g n分辨率分辨

6、率: 分辨率(Dres)指的是可以檢測到的最小加速度的變化值。數(shù)字器件的分辨率取決于內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換的位數(shù)和滿量程：比如有一個12位的ADC, 滿量程設(shè)置是2g, 這意味著整個測量范圍從2g到-2g, 即為4000mg, 分辨率為Dres=4000mg / 4096 =1mg。n靈敏度靈敏度(So): 指的是器件的增益, 可以通過施加1g加速度在器件上測量輸出值來取得。對于數(shù)字器件，靈敏度和分辨率有點(diǎn)類似：So=1024 LSb/g 或者 So=1mg/LSbn0g偏差值偏差值 (Voff) : 0g偏差值指的是當(dāng)器件受到的加速度為0時, 器件輸出的加速度值。對于加速度傳感器來說，0g偏差是非常重

7、要的。這個值越小越好。對于數(shù)字器件：0g 偏差值 = x mg (x越小越好, 對于手持設(shè)備, 80mg是可以接受的范圍）加速度傳感器選型關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)加速度傳感器選型關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)n靈敏度溫度系數(shù)靈敏度溫度系數(shù)(TCSO):n指的是靈敏度對溫度的穩(wěn)定性 ,表示為: Tcso = 0.01%/C n數(shù)字器件: So=1mg/LSb 相對于室溫25 C最大的溫度差 =25-(-20C) =45C n溫度對靈敏度最大的影響 = 0.01%/C*45C*1mg/Lsb=0.0045mg/Lsbn如果是2g的滿量程, 溫度對最終輸出最大可能的影響 =0.0045mg/Lsb * (2000mg/(1mg/

8、Lsb)=9mgn0g偏差值溫度系數(shù)偏差值溫度系數(shù)(TCoff) : 指的是0g輸出對溫度的穩(wěn)定性, 比如: n0.2mg/C。相對于室溫25 C最大的溫度差 =25-(-20C) =45C 溫度最大可能的影響= 0.2mg/C * 45C = 9mgn抗沖擊性抗沖擊性: 表明傳感器能承受的最大加速度，只要器件受到的加速度在這個范圍內(nèi), 器件就不會出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)損壞。加速度傳感器的應(yīng)用加速度傳感器的應(yīng)用三軸陀螺儀傳感器（三軸陀螺儀傳感器（Gyroscope ）n工作原理：工作原理：n高速旋轉(zhuǎn)的剛體稱為陀螺，用高速回轉(zhuǎn)體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個或二個軸的角運(yùn)動檢測裝置。利用

9、其他原理制成的角運(yùn)動檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。 陀螺儀傳感器基本原理陀螺儀傳感器基本原理 MEMS MEMS陀螺儀多數(shù)采用一種調(diào)音叉結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由兩個振動并不斷地陀螺儀多數(shù)采用一種調(diào)音叉結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由兩個振動并不斷地做反向運(yùn)動的物體組成，如圖做反向運(yùn)動的物體組成，如圖2 2所示。當(dāng)施加角速率時，每個物體上的所示。當(dāng)施加角速率時，每個物體上的科里科里奧利效應(yīng)奧利效應(yīng)產(chǎn)生相反方向的力，從而引起電容變化。電容差值與角速率成正比，產(chǎn)生相反方向的力，從而引起電容變化。電容差值與角速率成正比，如果是模擬陀螺儀，電容差值轉(zhuǎn)換成電壓輸出信號；如果是數(shù)字陀螺儀，則如果是模擬陀螺儀，電容差值轉(zhuǎn)換成電壓輸

10、出信號；如果是數(shù)字陀螺儀，則轉(zhuǎn)換成最低有效位轉(zhuǎn)換成最低有效位。如果在兩個物體上施加線性加速度，這兩個物體則向同。如果在兩個物體上施加線性加速度，這兩個物體則向同一方向運(yùn)動。因此，不會檢測到電容變化。一方向運(yùn)動。因此，不會檢測到電容變化。 MEMS陀螺儀利用科里奧利力旋轉(zhuǎn)，物體在有徑向運(yùn)動時所受的切向力，右面是導(dǎo)出科里奧利力的方法 科里奧利效應(yīng): (地轉(zhuǎn)偏向力) 如果一個物體是靜止的，或者相對于某一固定點(diǎn)作恒速運(yùn)動，那么，如果一個物體是靜止的，或者相對于某一固定點(diǎn)作恒速運(yùn)動，那么，在這個物體上運(yùn)動是不會出現(xiàn)什么問題的。如果你想從物體一端的在這個物體上運(yùn)動是不會出現(xiàn)什么問題的。如果你想從物體一端的

11、A A點(diǎn)沿點(diǎn)沿著一條直線走到另一端的著一條直線走到另一端的B B點(diǎn)，點(diǎn)， 你在走的過程中不會感到有任何困難。你在走的過程中不會感到有任何困難。 但是但是，如果一個物體的不同部分以不同的速度運(yùn)動，那么，情況就大，如果一個物體的不同部分以不同的速度運(yùn)動，那么，情況就大不一樣了，假定有一個旋轉(zhuǎn)游戲臺或者任何一個繞其中心旋轉(zhuǎn)的平臺。整不一樣了，假定有一個旋轉(zhuǎn)游戲臺或者任何一個繞其中心旋轉(zhuǎn)的平臺。整個平臺的整體在旋轉(zhuǎn)，但在中心附近的一點(diǎn)個平臺的整體在旋轉(zhuǎn)，但在中心附近的一點(diǎn)畫畫出一個小圈，因而在緩慢地出一個小圈，因而在緩慢地運(yùn)動，而靠近外緣的一點(diǎn)則畫出一個大圈，因而在快速地運(yùn)動。運(yùn)動，而靠近外緣的一點(diǎn)則

12、畫出一個大圈，因而在快速地運(yùn)動。 陀螺儀傳感器基本原理陀螺儀傳感器基本原理陀螺儀傳感器物理學(xué)分析陀螺儀傳感器物理學(xué)分析n該系統(tǒng)為2-D的振動系統(tǒng)，有兩個正交的振動模態(tài)。其中振動模態(tài)為質(zhì)量塊在x和y方向振動。n上電工作時，驅(qū)動質(zhì)量塊，使之在x軸上以驅(qū)動頻率振動，如果振動系統(tǒng)以角速度繞Z軸轉(zhuǎn)動，則會產(chǎn)生一個沿Y軸方向的科里奧利力，從而使得質(zhì)量塊在Y軸方向上產(chǎn)生振動響應(yīng)，通過測試Y軸方向的運(yùn)動就能完成角速度的檢測陀螺儀中的陀螺儀中的3個角個角nYaw稱為偏航角；nRoll稱為滾動角；nPitch稱為傾斜角； yaw 旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) roll旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) pitch旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)陀螺儀的應(yīng)用陀螺儀的應(yīng)用磁力計傳感器磁

13、力計傳感器(Magnetometer)n地球的磁場象一個條形磁體一樣由磁南極指向磁北極，如下圖所示。在磁極點(diǎn)處磁場和當(dāng)?shù)氐乃矫娲怪?，在赤道磁場和?dāng)?shù)氐乃矫嫫叫?，所以在北半球磁場方向傾斜指向地面。用來衡量磁感應(yīng)強(qiáng)度大小的單位是TeslaGauss(1Tesla=10000Gauss)。磁力計傳感器工作原理磁力計傳感器工作原理n磁力計采用各向異性磁致電阻AMR(Anisotropic Magneto-Resistance)材料來檢測空間中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。這種具有晶體結(jié)構(gòu)的合金材料對外界的磁場很敏感，磁場的強(qiáng)弱變化會導(dǎo)致AMR自身電阻值發(fā)生變化?；菟雇姌驒z測惠斯通電橋檢測AMR阻值的變化阻值

14、的變化原理：R1/R2/R3/R4是初始狀態(tài)相同的AMR電阻，但是R1/R2和R3/R4具有相反的磁化特性。當(dāng)檢測到外界磁場的時候，R1/R2阻值增加R而R3/R4減少R。這樣在沒有外界磁場的情況下，電橋的輸出為零；而在有外界磁場時電橋的輸出為一個微小的電壓V。電子羅盤中的航向角電子羅盤中的航向角n地磁場是一個矢量，對于一個固定的地點(diǎn)來說，這個矢量可以被分解為兩個與當(dāng)?shù)厮矫嫫叫械姆至亢鸵粋€與當(dāng)?shù)厮矫娲怪钡姆至俊Ｈ绻３蛛娮恿_盤和當(dāng)?shù)氐乃矫嫫叫?，那么羅盤中磁力計的三個軸就和這三個分量對應(yīng)起來，如下所示。定義如圖所示的地磁北和X軸方向的夾角 為航向角(Azimuth)，地磁場矢量分解示意圖地

15、磁場矢量分解示意圖)(rctanAzHxHyaimuth 航向角磁場校準(zhǔn)及航向角傾斜補(bǔ)償磁場校準(zhǔn)及航向角傾斜補(bǔ)償n當(dāng)3 軸磁力計工作時可以讀到XYZ三軸的磁場強(qiáng)度，此時的數(shù)值并不能直接用作方位角的計算！因?yàn)榇藭r的磁場可能受到器件版面上其他一些含磁材料的影響，形成圓心坐標(biāo)的硬鐵漂移！校準(zhǔn)方法：針對XY軸的校準(zhǔn)，將配備有磁傳感器的設(shè)備在XY平面內(nèi)自轉(zhuǎn)，得到Xmax和Xmin，2minmaxXXXoffset2minmaxYYYoffsetXXXoffset測量實(shí)際YYYoffset測量實(shí)際磁場校準(zhǔn)及航向角傾斜補(bǔ)償磁場校準(zhǔn)及航向角傾斜補(bǔ)償n電子羅盤并非一直保持水平的，通常它和水平面都有一個夾角。這個

16、夾角會影響航向角的精度，需要傾斜補(bǔ)償。其中和由重力加速度測得。)cos()sin()sin()sin()cos(ZYXHMMMx)sin()cos(ZYHMMy)(rctanAzHxHyaimuth 航向角多傳感器運(yùn)用及數(shù)據(jù)融合多傳感器運(yùn)用及數(shù)據(jù)融合n利用加速度傳感器（三軸）、陀螺儀（三軸）進(jìn)行動作、姿勢的檢測，使用磁力計（三軸）對累積誤差做修正，即稱為九軸。下圖所示的是多傳感器在手機(jī)等移動設(shè)備上的運(yùn)用。一種傳感數(shù)據(jù)融合算法一種傳感數(shù)據(jù)融合算法定義向量Racc = RxAcc,RyAcc,RzAcc，表示當(dāng)前加速度計測到的各分量。接來下我們引進(jìn)一個新的向量：Rest = RxEst,RyEst

17、,RzEst；作為本算法的輸出值，它經(jīng)過陀螺儀數(shù)據(jù)的修正和基于上一次估算的值。假設(shè)初始靜止?fàn)顟B(tài)如下：RxEst（0）= RxAcc（0）；RyEst（0）= RyAcc（0）RzEst（0）= RzAcc（0）；接下來我們在間隔T秒做一次采集測量，得到新的測量值，并定義為Racc（1）、Racc（2）、Racc（3）等等。同時，在每個時間間隔我們也計算出新的估算值Rest（1）、Rest（2）、Rest（3）。建立如下模型：建立如下模型：Rest(n-1) 前一個估算值，Rest(0) = Racc(0)Racc(n) 當(dāng)前加速度計測量值在計算Rest（n）前，引進(jìn)一個新的值，它可由陀螺儀和前

18、一個估算值得到。叫做Rgyro，同樣它是個矢量并由3個分量組成：Rgyro = RxGyro,RyGyro,RzGyro分別計算這個矢量的分量。一種傳感數(shù)據(jù)融合算法一種傳感數(shù)據(jù)融合算法以計算RxGyro為例：步驟步驟1：RxGyro = 1 / SQRT (1 + cot(Axz(n)2 * sec(Ayz(n)2 ),其中：Axz(n) = Axz(n-1) + RateAxz(n) * T；RateAxz由陀螺儀直接讀?。籄yz(n) = Ayz(n-1) + RateAyz(n) * T；同理依次等到RyGyro；再得：RzGyro= Sign(RzGyro)*SQRT(1 RxGyro

19、2 RyGyro2)。構(gòu)建出Rgyro矩陣。一種傳感數(shù)據(jù)融合算法一種傳感數(shù)據(jù)融合算法n步驟步驟2：定義如下等式：nRxEst(n) = (RxAcc + RxGyro * wGyro ) / (1 + wGyro)RyEst(n) = (RyAcc + RyGyro * wGyro ) / (1 + wGyro)RzEst(n) = (RzAcc + RzGyro * wGyro ) / (1 + wGyro)n其中wGyro表示我們對加速度計和陀螺儀的相信程度即權(quán)重值，為經(jīng)驗(yàn)值。做歸一化得到整個算法的輸出值Rest(n)作為下次循環(huán)的輸入。飛機(jī)上有陀螺儀，其安裝在飛機(jī)駕駛艙的儀表盤上。飛機(jī)上

20、有陀螺儀，其安裝在飛機(jī)駕駛艙的儀表盤上。陀螺儀在飛行時起的主要作用并不是穩(wěn)定飛機(jī)，而陀螺儀在飛行時起的主要作用并不是穩(wěn)定飛機(jī)，而是是指示飛機(jī)飛行姿態(tài)指示飛機(jī)飛行姿態(tài)，也叫，也叫姿態(tài)儀姿態(tài)儀，告訴你飛機(jī)仰，告訴你飛機(jī)仰角，俯角，傾角（飛機(jī)空中轉(zhuǎn)向時兩翼與水平面的角，俯角，傾角（飛機(jī)空中轉(zhuǎn)向時兩翼與水平面的夾角）。由于陀螺儀在工作狀態(tài)下，保持絕對姿態(tài)，夾角）。由于陀螺儀在工作狀態(tài)下，保持絕對姿態(tài)，所以可以指示飛機(jī)飛行時姿態(tài)，以保證飛行員掌握所以可以指示飛機(jī)飛行時姿態(tài)，以保證飛行員掌握以及控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)，保證飛機(jī)安全，正常飛行以及控制飛機(jī)的飛行姿態(tài)，保證飛機(jī)安全，正常飛行。一、機(jī)器平衡的應(yīng)用一、

21、機(jī)器平衡的應(yīng)用一、機(jī)器平衡的應(yīng)用一、機(jī)器平衡的應(yīng)用運(yùn)用到平衡裝置的還有衛(wèi)星、運(yùn)用到平衡裝置的還有衛(wèi)星、輪船、潛艇、武器等等輪船、潛艇、武器等等 因?yàn)橥勇輧x能夠感應(yīng)因?yàn)橥勇輧x能夠感應(yīng)到手機(jī)到手機(jī)6個自由度的變化，個自由度的變化，所以對手機(jī)的任何移動都所以對手機(jī)的任何移動都會被傳感器記錄下來，接會被傳感器記錄下來，接著通過顯示器輸出，就可著通過顯示器輸出，就可以進(jìn)行逼真的游戲操作，以進(jìn)行逼真的游戲操作，使玩家猶如置身于游戲世使玩家猶如置身于游戲世界之中界之中 。二、操作裝置的應(yīng)用二、操作裝置的應(yīng)用1、手機(jī)軟件、游戲的應(yīng)用、手機(jī)軟件、游戲的應(yīng)用點(diǎn)擊這里觀看手機(jī)陀螺儀演示視頻點(diǎn)擊這里觀看手機(jī)陀螺儀演示

22、視頻 二、操作裝置的應(yīng)用二、操作裝置的應(yīng)用2、空中鼠標(biāo)操作應(yīng)用、空中鼠標(biāo)操作應(yīng)用 陀螺儀空中鼠標(biāo)方案，可以使陀螺儀空中鼠標(biāo)方案，可以使傳統(tǒng)鼠標(biāo)脫離對桌面的依賴，升級傳統(tǒng)鼠標(biāo)脫離對桌面的依賴，升級為空中鼠標(biāo)，實(shí)現(xiàn)懸空為空中鼠標(biāo)，實(shí)現(xiàn)懸空3D操作，操作，只需輕揮手腕，指針即可隨意移動，只需輕揮手腕，指針即可隨意移動，輕松控制電腦。目前我們空中鼠標(biāo)輕松控制電腦。目前我們空中鼠標(biāo)解決方案，采用領(lǐng)先的陀螺儀鼠標(biāo)解決方案，采用領(lǐng)先的陀螺儀鼠標(biāo)技術(shù)，利用技術(shù)，利用MEMS（微電子機(jī)械系（微電子機(jī)械系統(tǒng)）傳感器獲取手腕在空中的位移統(tǒng)）傳感器獲取手腕在空中的位移數(shù)據(jù)，結(jié)合數(shù)據(jù)，結(jié)合MCU（單片機(jī)），（單片機(jī)），

23、RF系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)指針靈敏運(yùn)動，對系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)指針靈敏運(yùn)動，對電腦自如操控。電腦自如操控。 點(diǎn)擊這里觀看揮揮鼠點(diǎn)擊這里觀看揮揮鼠M3鼠標(biāo)演示視頻鼠標(biāo)演示視頻 三、穩(wěn)定平臺的應(yīng)用三、穩(wěn)定平臺的應(yīng)用1、相機(jī)、攝像機(jī)的光學(xué)防抖、相機(jī)、攝像機(jī)的光學(xué)防抖 光學(xué)防抖通過鏡頭組光學(xué)防抖通過鏡頭組實(shí)現(xiàn)防抖。依靠磁力包裹實(shí)現(xiàn)防抖。依靠磁力包裹懸浮鏡頭，從而有效克服懸浮鏡頭，從而有效克服因相機(jī)振動產(chǎn)生的圖像模因相機(jī)振動產(chǎn)生的圖像模糊，這對于大變焦鏡頭的糊，這對于大變焦鏡頭的數(shù)碼相機(jī)所能起到的效果數(shù)碼相機(jī)所能起到的效果更加明顯。通常，鏡頭內(nèi)更加明顯。通常，鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測到微小的移的陀螺儀偵測到微小的移動，并且

24、會將信號傳至微動，并且會將信號傳至微處理器，處理器，微處理器微處理器立即計立即計算需要補(bǔ)償?shù)奈灰屏浚凰阈枰a(bǔ)償?shù)奈灰屏浚缓笸ㄟ^補(bǔ)償鏡片組，根據(jù)后通過補(bǔ)償鏡片組，根據(jù)鏡頭的抖動方向及位移量鏡頭的抖動方向及位移量加以補(bǔ)償，從而有效的克加以補(bǔ)償，從而有效的克服因相機(jī)的振動產(chǎn)生的影服因相機(jī)的振動產(chǎn)生的影像模糊像模糊 三、穩(wěn)定平臺的應(yīng)用三、穩(wěn)定平臺的應(yīng)用2、鎖定方向和目標(biāo)、鎖定方向和目標(biāo) 衛(wèi)星拍攝、航空拍攝要求攝像機(jī)要始終對著拍攝目標(biāo)，但是因?yàn)樾l(wèi)星拍攝、航空拍攝要求攝像機(jī)要始終對著拍攝目標(biāo)，但是因?yàn)樾l(wèi)星和飛機(jī)都是運(yùn)動的、這里就要用到陀螺儀的穩(wěn)定平臺作用了，當(dāng)衛(wèi)星和飛機(jī)都是運(yùn)動的、這里就要用到陀螺儀的

25、穩(wěn)定平臺作用了，當(dāng)衛(wèi)星和飛機(jī)有位置的改變時，傳感器立即通過控制電機(jī)對拍攝平臺進(jìn)衛(wèi)星和飛機(jī)有位置的改變時，傳感器立即通過控制電機(jī)對拍攝平臺進(jìn)行修正，使攝像機(jī)始終鎖定一個方向?，F(xiàn)在很多尖端武器上面都用陀行修正，使攝像機(jī)始終鎖定一個方向。現(xiàn)在很多尖端武器上面都用陀螺穩(wěn)定器，也是陀螺穩(wěn)定平臺，比如快速行進(jìn)中的坦克，無論路面有螺穩(wěn)定器，也是陀螺穩(wěn)定平臺，比如快速行進(jìn)中的坦克，無論路面有多顛簸，炮口都可以不跟隨顛簸，這樣坦克就可以在行進(jìn)當(dāng)中準(zhǔn)確開多顛簸，炮口都可以不跟隨顛簸，這樣坦克就可以在行進(jìn)當(dāng)中準(zhǔn)確開炮。同樣軍艦也是如此。炮。同樣軍艦也是如此。 四、安全裝置的應(yīng)用四、安全裝置的應(yīng)用 MEMSMEMS微

26、機(jī)械陀螺儀用于測量汽車的旋轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn)彎或微機(jī)械陀螺儀用于測量汽車的旋轉(zhuǎn)速度（轉(zhuǎn)彎或者打滾），它與低加速度計一起構(gòu)成主動控制系統(tǒng)。所謂者打滾），它與低加速度計一起構(gòu)成主動控制系統(tǒng)。所謂主動控制系統(tǒng)就是一旦發(fā)現(xiàn)汽車的狀態(tài)異常，系統(tǒng)在車禍主動控制系統(tǒng)就是一旦發(fā)現(xiàn)汽車的狀態(tài)異常，系統(tǒng)在車禍尚未發(fā)生時及時糾正這個異常狀態(tài)或者正確應(yīng)對個異常狀尚未發(fā)生時及時糾正這個異常狀態(tài)或者正確應(yīng)對個異常狀態(tài)以阻止車禍的發(fā)生。比如在轉(zhuǎn)彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測態(tài)以阻止車禍的發(fā)生。比如在轉(zhuǎn)彎時，系統(tǒng)通過陀螺儀測量角速度就知道方向盤打得過多還是不夠，主動在內(nèi)側(cè)或量角速度就知道方向盤打得過多還是不夠，主動在內(nèi)側(cè)或者外側(cè)車輪上加上適當(dāng)?shù)膭x車以防止汽車脫離車道。現(xiàn)在者外側(cè)車輪上加上適當(dāng)?shù)膭x車以防止汽車脫離車道?，F(xiàn)在這種系統(tǒng)主要安裝于高端汽車上。這種系統(tǒng)主要安裝于高端汽車上。 1、汽車上的、汽車上的主動控制系統(tǒng)主動控制系統(tǒng) 四、安全裝置的應(yīng)用四、安全裝置的應(yīng)用 目前最新目前最新IBM Thinkpad手提電腦里就內(nèi)置了手提電腦里就內(nèi)置了MEMS加加速度計，能夠動態(tài)的監(jiān)測出筆記本在使用中的振動，并根速度計，能夠動態(tài)的監(jiān)測出筆記本在使用中的振動，并根據(jù)這些振動數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會智能的選擇關(guān)閉硬盤還是讓其繼據(jù)這