陀螺儀(yi) 是用高速回轉體(ti) 的動量矩敏感殼體(ti) 相對慣性空間繞正交於(yu) 自轉軸的一個(ge) 或二個(ge) 軸的角運動檢測裝置，現代陀螺儀(yi) 是一種能夠精確地確定運動物體(ti) 的方位的儀(yi) 器，它是現代航空，航海，航天和國防工業(ye) 中廣泛使用的一種慣性導航儀(yi) 器，它的發展對一個(ge) 國家的工業(ye) ，國防和其它高科技的發展具有十分重要的戰略意義(yi) 。傳(chuan) 統的慣性陀螺儀(yi) 主要是指機械式的陀螺儀(yi) ，機械式的陀螺儀(yi) 對工藝結構的要求很高，結構複雜，它的精度受到了很多方麵的製約。

自從(cong) 上個(ge) 世紀七十年代以來，現代陀螺儀(yi) 的發展已經進入了一個(ge) 全新的階段，據快包資深數據分析師統計，上個(ge) 月平台與(yu) 陀螺儀(yi) 技術相關(guan) 項目多達十多個(ge) ，增長趨勢明顯，其中一個(ge) 單片機+無線模塊+陀螺儀(yi) 項目已經完成，在工作人員的說服下，服務商願意給大家分享陀螺儀(yi) 開發的經驗，共享知識，共同學習(xi) 進步。

“這是一個陀螺儀測量其載體的角度狀態，通過無線模塊（WIFI或藍牙或紅外均可）傳輸到50米之內的接受器，再由單片機讀取角度狀態數據”服務商對筆者介紹道。在與之聊天的過程中，他分享了陀螺儀設計開發的一些心得，供大家參考。

技術成熟的MEMS加速度計分為三種:壓電式、容感式、熱感式。壓電式MEMS加速度計運用的是壓電效應，在其內部有一個剛體支撐的質量塊，有運動的情況下質量塊會產生壓力，剛體產生應變，把加速度轉變成電信號輸出。

容感式MEMS加速度計內(nei) 部也存在一個(ge) 質量塊，從(cong) 單個(ge) 單元來看，它是標準的平板電容器。加速度的變化帶動活動質量塊的移動從(cong) 而改變平板電容兩(liang) 極的間距和正對麵積，通過測量電容變化量來計算加速度。Freescale的MMA7660FC這一款加速度計（3-Axis Orientation/Motion Detection Sensor），這一款芯片也是利用這一原理設計的。datasheet的第9頁介紹了其工作原理：當芯片有向右的加速度時，中間的活動質量快相對於(yu) 另外兩(liang) 塊電容板向左移動，這兩(liang) 平行板電容器的電容就發生了變化，從(cong) 而測量出芯片運動的加速度。

熱感式MEMS加速度計內部沒有任何質量塊，它的中央有一個加熱體，周邊是溫度傳感器，裏麵是密閉的氣腔，工作時在加熱體的作用下，氣體在內部形成一個熱氣團，熱氣團的比重和周圍的冷氣是有差異的，通過慣性熱氣團的移動形成的熱場變化讓感應器感應到加速度值。

由於(yu) 壓電式MEMS加速度計內(nei) 部有剛體(ti) 支撐的存在，通常情況下，壓電式MEMS加速度計隻能感應到“動態”加速度，而不能感應到“靜態”加速度，也就是我們(men) 所說的重力加速度。而容感式和熱感式既能感應“動態”加速度，又能感應“靜態”加速度。

從上麵的分析中，我們可以看到利用容感式和熱感式加速度計進行定向時，加速度計測得的加速度裏麵包括重力加速度在各個軸上的重力分量和動態運動引起的加速度分量。因而，我覺得我們在利用這一類加速度計進行定向時，必須將動態加速度去掉（較為困難）；在進行檢測芯片的運動時，必須將重力加速度的去掉。

我覺得如果我們選擇用加速度計來進行定向的話，我們可以考慮ST的LSM303DLH（5*5*1mm,0.83mA）這一款芯片。這一款芯片集成了測加速度和磁場的功能，完全可以滿足我們定向的需求

MEMS陀螺儀(yi) 利用科裏奧利力——旋轉物體(ti) 在有徑向運動時所受到的切向力。假設旋轉物體(ti) 有徑向速度Vr，那麽(me) 將會(hui) 產(chan) 生切向科裏奧利加速度。

從上麵的公式中，我們可以看到科裏奧利加速度的大小是正比於物體旋轉的角速度。如果我們在切向安裝一個加速度計測出科裏奧利加速度，那麽我們就可以間接得到物體旋轉的角速度。

實際的MEMS陀螺儀的設計如下圖。如果物體在圓盤上沒有徑向運動，科裏奧利力就不會產生。因此，在MEMS陀螺儀的設計上，這個物體被驅動，不停地來回做徑向運動或者震蕩，與此對應的科裏奧利力就是不停地在橫向來回變化，並有可能使物體在橫向作微小震蕩，相位正好與驅動力差90度。MEMS陀螺儀通常有兩個方向的可移動電容板。徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運動（有點象加速度計中的自測試模式），橫向的電容板測量由於橫向科裏奧利運動帶來的電容變化（就象加速度計測量加速度）。因為科裏奧利力正比於角速度，所以由電容的變化可以計算出角速度。