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详解冷门但很重要的手机陀螺仪

2016年04月22日 11:20 PConline 作者:佚名 用户评论(0

  手机里最常被忽略的东西是什么?音频芯片?扬声器?接口?还是传感器?作为被厂商营销影响已久的我们,购机时多关注处理器、摄像头、内存这些大的参数,对一些小的细节却知之甚少,这其中又以传感器最为明显。

  手机上常见的传感器有光线传感器、距离传感器、气压计、陀螺仪、磁力传感器、温度传感器、心率传感器、指纹传感器等等,它们是手机之所以智能的核心。上述传感器大多从命名中就能知晓大概作用,只有陀螺仪较难让人理解,但它几乎又是当下手机的标配,那陀螺仪到底是什么玩意儿呢?

  陀螺仪用于重构空间动作

  2010年,iPhone 4的诞生绝对是手机发展史中里程碑式的事件,作为乔布斯生前发布的最后一款手机,它身上实在有太多亮点,双玻璃的经典外观、苹果自研的第一款A4处理器、视网膜屏幕等等,以至于另一个重大亮点“陀螺仪”有些被埋没,然而这的确是第一款采用了陀螺仪传感器的手机。

  详解冷门但很重要的手机陀螺仪

  作为定义来讲,维基百科解释“陀螺仪是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的理论设计出来“,这句话很好地解释了陀螺仪的作用在于测量和维持方向。之所以把它加入到手机中,是因为传统采用的加速度计只能检测轴向的线性动作,没法测量、重构完整的3D动作。而陀螺仪就是为了帮助了计算机重构空间上的动作模型。

  陀螺仪的前世今生

  陀螺仪由1850年法国物理学家莱昂·傅科在研究地球自传中获得灵感而发明出来的,类似像是把一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上,靠陀螺的方向来计算角速度,和现在小巧的芯片造型大相径庭。在发明的初期,陀螺仪主要用在航海中,之后逐渐拓宽到飞机和导弹中,如今已经凭借出色的制导性能被广泛应用于航天领域。

  详解冷门但很重要的手机陀螺仪

  但是,这种体积巨大的机械式陀螺仪显然不符合电子时代的要求,它结构复杂、精度一般、易受震动等外界因素影响,对制造工艺有极高要求,所以自上个世纪七十年代以来,陀螺仪的发展进入了一个全新的阶段。

  十九世纪八十年代,以光导纤维线圈为基础敏感元件的光纤陀螺仪流行起来,它通过光传播的路径变化计算角位移,相较机械陀螺仪寿命长、动态范围大、瞬时启动快、结构简单、尺寸小而轻。同时,激光陀螺仪也有突破,它通过光程差来测量旋转角速度,优点和光纤陀螺仪差不多,但成本高一些。

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( 发表人:方泓翔 )

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