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目前多數以加速度傳感器搭配陀螺儀傳感器通常經過整合設計、來建構可進行動態追蹤與捕捉3D空間的完整運動軌跡。以現有的MEMS陀螺儀傳感器為例，MEMS陀螺儀傳感器又名角速度傳感器，其實MEMS陀螺儀傳感器的核心組件，是一組經過硅制程的微加工機械組合，在硅結構設計上為參照一組如同音叉機制的運轉結構，其應用裝置的角速度感測，其工作原理為由相互正交之振動與轉動導致的交變科里奧利力，至于振動的物體由柔軟之彈性結構懸掛于基座上，MEMS陀螺儀傳感器整體動力學系統，是由2D彈性阻尼系統整合，系統中的振動和轉動所產生的科里奧利力將角速度之能量轉移至傳感模式，角速率轉換為特定感應結構的直向位移，透過MEMS的結構進而取得變化量的感測信息。至于陀螺儀傳感器與加速度傳感器最大的不同是，陀螺儀傳感器的量測數據較偏向斜度、偏航等動態信息，反而與重力、線性動作感測數據較無關，陀螺儀傳感器多在偵測物體水平改變狀態時較能達到效用，無法如加速度傳感器對于物體移動或移動動能具較高的感測能力。相反的，加速度傳感器可在偵測物體移動狀態具較高實用效益，但卻無法感測物體的小幅角度改變。因而將加速度傳感器與陀螺儀傳感器整合，即可讓動態感測系統同時具備直向速度與轉動數據的感測信息，讓動態感測系統的偵測范圍更全面、完整。在MEMS的節能設計方面，在系統毋須使用動態感測應用時，MEMS可以搭配關閉部分功能達到高效節能效用。例如，在陀螺儀傳感器設計方案中，可將陀螺儀傳感器的傳遞訊號與調節電路區分為馬達驅動部份、加速度傳感器感應電路兩大部份，馬達驅動部份為利用靜電驅動的原理令機械組件產生前/后振蕩，產生感測過程所需的諧振作用，至于感應部份為利用量測系統電容變化量，來取得科里奧利力的數值變化，于對應感應質點上所生成的微弱位移數據，將角速率變化量，轉換成對比角速度變化量之對應模擬信號(或數字信號)輸出。
發布時間:
2017
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12
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18