IMU中加速度計(jì)，陀螺儀和磁力計(jì)的工作原理

安排黃源autotian @ CSDNIMU：慣性測量單位，即慣性測量單位。

它是一個(gè)由各種傳感器組成的模塊，例如三軸加速度計(jì)，三軸陀螺儀和三軸磁力計(jì)。

IMU廣泛用于無人駕駛車輛和無人機(jī)，許多電子設(shè)備（例如手機(jī)）也具有IMU傳感器。

讓我們談?wù)処MU中的三軸加速度計(jì)，三軸陀螺儀和三軸磁力計(jì)的工作原理。

1.三軸加速度計(jì)三軸加速度計(jì)是基于加速度的基本原理來實(shí)現(xiàn)其工作的。

1.測量比力三軸加速度計(jì)是一種慣性傳感器，可以測量物體的比力，即去除重力后的總加速度或作用在單位質(zhì)量上的非重力。

當(dāng)加速度計(jì)保持靜止時(shí)，該加速度計(jì)可以感測由于重力引起的加速度，并且總加速度為零。

在自由落體運(yùn)動中，總加速度為重力加速度，但加速度計(jì)處于失重狀態(tài)，此時(shí)三軸加速度計(jì)的輸出為零。

2.測量角度可使用三軸加速度計(jì)的原理來測量角度。

直觀地，如圖所示，彈簧壓縮量由加速度計(jì)與地面之間的角度確定。

可以通過彈簧的壓縮長度來測量比力。

因此，在沒有外力的情況下，加速度計(jì)可以精確地測量俯仰角和側(cè)傾角，并且沒有累積誤差。

MEMS三軸加速度計(jì)采用壓阻，壓電和電容工作原理，所產(chǎn)生的比力（壓力或位移）分別與電阻，電壓和電容的變化成比例。

這些變化可以通過相應(yīng)的放大和濾波電路來收集。

該傳感器的缺點(diǎn)是它會受到振動的極大影響。

三軸加速度計(jì)由于其測量角度的工作原理而無法測量偏航角：它可以測量俯仰角和側(cè)傾角：2.三軸陀螺儀三軸陀螺儀是慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的核心敏感設(shè)備，其測量精度直接影響慣性導(dǎo)航系統(tǒng)姿態(tài)計(jì)算的精度。

功能：用于測量單位內(nèi)的角速度以及角速度積分后的角度計(jì)算原理：要了解三軸陀螺儀的原理，首先必須知道科里奧利力（科里奧利力）有一些地方也稱為科里奧利力，簡稱科里奧利力，它描述了旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中質(zhì)點(diǎn)的線性運(yùn)動相對于旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)由于慣性產(chǎn)生的線性運(yùn)動的偏移。

科里奧利力來自物體運(yùn)動的慣性。

---來自百度百科。

當(dāng)質(zhì)點(diǎn)相對于慣性系統(tǒng)沿直線移動時(shí)，由于質(zhì)點(diǎn)本身是慣性的，因此其相對于旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的軌跡是曲線。

基于旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，我們認(rèn)為存在一個(gè)驅(qū)動質(zhì)點(diǎn)軌跡形成曲線的力。

科里奧利力是這種偏移的一種描述，表示為：當(dāng)放置在旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中時(shí)，原始線性運(yùn)動將被偏移，線性軌跡將被偏移，但實(shí)際上線性運(yùn)動的問題不受該力的影響。

，建立這樣的虛擬力量稱為科里奧利力量。

因此，我們在陀螺儀中選擇兩個(gè)物體，它們處于恒定運(yùn)動中，并且它們的運(yùn)動的相位差為-180度，即兩個(gè)質(zhì)量沿相反的方向移動并且具有相同的大小。

它們產(chǎn)生的科里奧利力是相反的，這迫使兩個(gè)相應(yīng)的電容板移動，從而導(dǎo)致電容的差異變化。

電容的變化與旋轉(zhuǎn)角速度成正比。

旋轉(zhuǎn)角的變化可以從電容中獲得。

3.三軸磁力計(jì)磁力計(jì)可以提供設(shè)備在XYZ軸上所受磁場的數(shù)據(jù)，然后將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入微控制器的算法中，以提供與XYZ相關(guān)的航向角。

磁性北極。

此信息可用于檢測地理位置。

位置。

磁力計(jì)使用三個(gè)相互垂直的磁阻傳感器，并且每個(gè)軸上的傳感器都檢測該方向上地磁場的強(qiáng)度。

上圖顯示了具有晶體結(jié)構(gòu)的合金材料。

它們對外部磁場非常敏感，并且磁場強(qiáng)度的變化會導(dǎo)致電阻o的變化。