陀螺仪XV7118BB—工业和自动驾驶中的应用
2025-07-03
今天和大家分享一个非常有趣的话题——陀螺仪是如何工作的？
尤其是在看到XV7118BB陀螺仪时，忍不住想要深入了解它的工作原理和抗冲击性，以及它在工业和自动驾驶中的应用。想要了解它是如何工作的，就得先了解什么是陀螺仪？
陀螺仪传感器是一种专门用来测量角速度的设备。
角速度是指物体在单位时间内旋转角度的变化，通常用°/s或°/H来表示。这种传感器能够检测物体在一秒钟内的倾斜或转向角度，因此它在纠正位置方面非常有用。
例如，在单反相机中，陀螺仪传感器可以捕捉镜头抖动的角速度，并相应地调整镜片方向，以确保拍摄出稳定的图像。
当然陀螺仪传感器的应用非常广泛。除了单反相机，它还被用于车载导航系统中，特别是在GNSS信号不可用的情况下，如隧道或高层建筑之间。
在这些情况下，车辆的位置可以通过轮胎旋转次数和陀螺仪传感器来估算。此外，陀螺仪传感器还用于电子稳定控制、侧边安全气囊、自动引导车、无人机、扫地机器人以及工程机械等领域。它在确定行驶方向和行驶距离方面发挥着关键作用。
陀螺仪传感器是如何工作的！
工作原理：基于逆压电效应和科里奥利力
当电源电压施加到由石英材料制成的双梯形结构传感器上时，驱动臂会震动。一旦有旋转运动施加到传感器，它就能检测到角速度。旋转运动导致驱动力在垂直于驱动振动的方向上产生，进而引起传感臂反向弯曲振动。这种振动通过压电效应转换成电信号，其幅度与角速度成正比。上下传感臂产生的电信号差分相加后，幅值会根据角速度增大一倍。
陀螺仪传感器的抗冲击性非常强。即使在受到冲击的情况下，传感器也不会输出任何信号。这是因为冲击会导致上下传感臂同向弯曲振动，产生的电信号由于压电效应，其振幅与弯曲方向的加速度和同向相位一致。当这些相同相位的信号差分叠加时，撞击产生的电信号就会相互抵消。
因此，即使传感器受到冲击，也不会产生噪声，角速度的检测也不会受到影响。
陀螺仪的抗冲击性的重要性
在工业和自动驾驶等应用场景中，陀螺仪需要在各种复杂环境下工作。外界的冲击、振动和温度变化都可能影响陀螺仪的测量精度。因此，抗冲击性是陀螺仪性能的重要指标之一。
陀螺仪的抗冲击性如何实现？
1. 机械设计：通过优化陀螺仪的机械结构，提高其抗冲击能力。
2. 电子设计：通过设计高精度的电子电路，减少外界干扰对测量结果的影响。
3. 软件算法：通过设计先进的算法，对测量数据进行实时校正，提高测量精度。
XV7118BB陀螺仪优势
- SPI/ I2C串行接口
- 角速率输出(16 位/24 位)
- 优异的温度偏置稳定性
- 工作温度范围：-40℃至+85℃
- 内置温度传感器
- 内置可选数字滤波器
建议应用
- 工业应用的防振和姿态控制etc.
- 自动驾驶设备，如 AGV 和割草机
在众多的元器件当中，除芯片外，晶振、传感器、RTC时钟模块、陀螺仪传感器、IMU、滤波器、IC等元器件的国产化率也不断的提升当中，元器猫均可供应以上元器件的国产品牌。
除以上代理及分销的品类外，母公司扬兴（YXC），也是一家致力于时钟频率器件研发、生产和销售的中国本土企业，符合AEC-Q200、IATF16949车用体系认证，产品高效、安全、可靠，广泛应用于车载、通信、工业、医疗和军工等领域，成立至今已服务超过4万家客户。元器猫也将持续为客户提供安全可靠的各类电子元器件，为国产化的构建贡献一些微薄之力。
