重力感測器測量原理和方法

A. 重力感應器有哪些工作原理

重力感測器在手機橫豎的時候屏幕會自動轉，在玩游戲可以代替上下左右，重力感應器也是具備著一定的工作原理的。以下是由我整理的重力感應器的內容，希望大家喜歡!

重力感應器的介紹
重力感應器，又稱重力感測器，新型屬感測器技術，它採用彈性敏感元件製成懸臂式位移器，與採用彈性敏感元件製成的儲能彈簧來驅動電觸點，完成從重力變化到電信號的轉換。目前絕大多數中高端智能手機和平板電腦內置了重力感測器，如蘋果的系列產品iphone和iPad， Android系列的手機等。
重力感應器的工作原理
重力感測器是根據壓電效應的原理來工作的，所謂的壓電效應就是“對於不存在對稱中心的異極晶體加在晶體上的外力除了使晶體發生形變以外，還將改變晶體的極化狀態，在晶體內部建立電場，這種由於機械力作用使介質發生極化的現象稱為正壓電效應”。

重力感測器就是利用了其內部的由於加速度造成的晶體變形這個特性。由於這個變形會產生電壓，只要計算出產生電壓和所施加的加速度之間的關系，就可以將加速度轉化成電壓輸出。當然，還有很多 其它 方法 來製作加速度感測器，比如電容效應，熱氣泡效應，光效應，但是其最基本的原理都是由於加速度產生某個介質產生變形，通過測量其變形量並用相關電路轉化成電壓輸出。
重力感應器的應用
(1)通過重力感測器測量由於重力引起的加速度，可以計算出設備相對於水平面的傾斜角度。通過分析動態加速度，你可以分析出設備移動的方式。但是剛開始的時候，你會發現光測量傾角和加速度好像不是很有用。但是當前工程師們已經想出了很多方法獲得更多的有用的信息。

(2)加速度感測器可以幫助仿生學機器人了解它當前身處的環境。是在爬山，還是在走下坡，是否摔倒。或者對於飛行類的機器人來說，對於控制姿態也是至關重要的。一個好的程序員能夠使用加速度感測器來回答所有上述問題。

(3)重力感測器可以用來分析發動機的振動。

(4)重力感測器在進入消費電子市場之前，實際上已被廣泛應用於汽車電子領域，主要集中在車身操控、安全系統和導航，典型的應用如汽車安全氣囊(Airbag)、ABS防抱死剎車系統、電子穩定程序(ESP)、電控懸掛系統等。
重力感應器的基本原理
科學實驗證明，一般存儲器在不通電的時候，抗震性有1000G，而通電工作之後，抗震性不足200G，非常輕微的磕碰都有可能造成磁碟壞道。因此，只有有效確保工作狀態下的產品安全，才能最終確保其中的數據資料安全。 “重力感應技術”，利用重力加速度原理，一旦偵測到意外，能在摔落的瞬間將磁頭撤至安全停泊區，可使移動存儲器安全性能提升500%以上，達到無電狀態下的抗震水平，從根本上確保了處於工作狀態下的移動存儲器的抗震性能，從而保證了在任何狀態下的數據信息安全。

傾角原理

首先建立各個坐標系，① 水平坐標系(X、Y、Z)②參考平台坐標系(X1、Y1、Z1)：OY1Z1w為平檯面，在艦艇靜止時處於水平狀態，當存在艦艇搖擺時，與水平面存在ψ 、θ 的夾角，水平坐標系經先縱搖ψ 角，後橫搖θ 角得到。○3 平台坐標系(X2、Y2、Z2)：兩個相互正交的感測器軸線確定的被測平台平面及其垂線確定的坐標系，和參考平台坐標系存在r ψ 、r θ的夾角，參考平台坐標系經先縱搖r ψ 角 ，後橫搖r θ 得到。平台參考系的Y2 軸和參考平台坐標系的Y1 軸相對於水平面的夾角之差為平台與參考平台水平度的縱向傾角y ψ ;平台參考系的X2 軸和參考平台坐標系的X1 軸相對於水平面的夾角之差為平台與參考平台水平度的橫向傾角y θ 。圖3 標出參考平台坐標系(X1、Y1、Z1)、水平坐標系(X、Y、Z)和平台坐標系(X2、Y2、Z2)的相互關系。

測角原理

重力感測器是將運動或重力轉換為電信號的感測器，主要用於傾斜角、慣性力、沖擊及震動等參數的測量。在測量平台傾斜角時，將重力感測器垂直放置於在所測平台上，重力感測器的敏感軸應與傾斜平台的軸向一致，在水平狀態下應與水平面平行，如圖1 所示，其中α 為平台沿某一方向的傾斜角。重力感測器的質量塊由於受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用產生偏移，使重力感測器的輸出電壓發生變化。若重力感測器在水平狀態下的輸出為0 V ，傾角為α 時的輸出為α V ，且在1g 加速度作用下的輸出為V ，則有：

0 V =V / g ×sinα ×1g +V α

即：

α = arcsin[(Vα −V0 ) /V ]

利用上式可以方便求得平面某一方向上的傾斜角。如果將兩個重力感測器正交放置在平台中心，則平台在x 方向上傾斜角x α 和平台在y 方向上傾斜角y α 為：

x arcsin[V( x V) /V] α = − ， arcsin[(V V ) /V ] y y α = −

根據這兩個方向上的傾斜角可以確定出平台的橫向傾角和縱向傾角。

B. 重力感應的原理

手機重力感應技術：利用壓電效應實現，簡單來說是是測量內部一片重物（重物和壓電片做成一體）重力正交兩個方向的分力大小，來判定水平方向重力感應器能利用地球重力場感知手機目前的姿態，如直立、水平、橫向……
程序可以調用重力感應器的信息做出相應的反饋，比如屏幕圖像從直屏變橫屏等
某品牌移動硬碟重力感應技術簡介：重力感應裝置包括感應器、處理器和控制器三個部分。感應器負責偵測存儲器的狀態，計算存儲器的重力加速度值；處理器則對加速度值是否超出安全范圍進行判斷；而控制器則負責控制將磁頭鎖定或者釋放出安全停泊區。一旦感應器偵測並經處理器判斷當前的...
裡面一般是一滴水銀之類的，通過壓電效應，讓水平的時候，會停在中央，而你手機位置變化，會引起水銀滴變化，來反應出來。最簡單的原理就是這樣，事實上會復雜很多~通過很多才能反應到手機上面~

C. 重力感應器G-sensor的工作原理是什麼

重力感測器是將運動或重力轉換為電信號的感測器，主要用於傾斜角、慣性力、沖擊及震動等參數的測量[3]。在測量平台傾斜角時，將重力感測器垂直放置於在所測平台上，重力感測器的敏感軸應與傾斜平台的軸向一致，在水平狀態下應與水平面平行，如圖1 所示，其中α 為平台沿某一方向的傾斜角。重力感測器的質量塊由於受到重力加速度g 在傾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用產生偏移，使重力感測器的輸出電壓發生變化。若重力感測器在水平狀態下的輸出為0 V ，傾角為α 時的輸出為α V ，且在1g 加速度作用下的輸出為V ，則有：0 V =V / g ×sinα ×1g +V α即：α = arcsin[(Vα �6�1V0 ) /V ]利用上式可以方便求得平面某一方向上的傾斜角。如果將兩個重力感測器正交放置在平台中心，如圖2 所示，則平台在x 方向上傾斜角x α 和平台在y 方向上傾斜角y α 為：x arcsin[V( x V) /V] α = �6�1 ， arcsin[(V V ) /V ] y y α = �6�1根據這兩個方向上的傾斜角可以確定出平台的橫向傾角和縱向傾角。

D. 重力感應原理

不一樣的

E. 重力感應的原理

方向感應器的實現靠的是iPhone的內置加速計。iPhone所採用的加速計是三軸加速計，分為X軸、Y軸和Z軸。這三個軸所構成的立體空間足以偵測到你在iPhone上的各種動作。在實際應用時通常是以這三個軸（或任意兩個軸）所構成的角度來計算iPhone傾斜的角度，從而計算出重力加速度的值。
通過感知特定方向的慣性力總量，加速計可以測量出加速度和重力。iPhone的三軸加速計意味著它能夠檢測到三維空間中的運動或重力引力。因此，加速計不但可以指示握持電話的方式（或自動旋轉功能），而且如果電話放在桌子上的話，還可以指示電話的正面朝上還是朝下。
加速計可以測量重力引力（g），因此當加速計返回值為1.0時，表示在特定方向上感知到1g。如果是靜止握持iPhone而沒有任何動作，那麼地球引力對其施加的力大約為1g。如果是縱向豎直地握持iPhone，那麼iPhone會檢測並報告在其y軸上施加的力大約為1g。如果是以一定角度握持iPhone，那麼這1g的力會分布到不同的軸上，這取決於握持iPhone的方式。當以45度角握持iPhone時，1g的力會均勻的分解到兩個軸上。
正常使用時，加速計在任一軸上都不會檢測到遠大於1g的值。如果檢測到的加速計值遠大於1g，那麼即可判斷這是突然動作。如果搖動iPhone，那麼加速計便會在一個或多個軸上檢測到很大的力，如果投擲或墜落， 那麼加速計便會在一個或多個軸上檢測到很小的力。
另外，現在的Windows Phone手機與一些較高端的安卓手機或是別的手機上也裝備了加速計。

F. 重力感測器

GT-1A航空重力儀重力感測器如圖4-4-2所示，重荷用兩根寬50µm的彈簧連接到基座上，在兩個方向相反的磁場作用下，重荷處於懸浮狀態。

在工廠里，設定一個穩定的電流I通過補償線圈產生一個支持37 g重荷的平衡力，使重荷處於零位置（靜止點）。由於漂移等因素的影響，因此，飛行測量前和飛行測量後需要在固定的基準點進行靜態測量，用於漂移校正。

穩定電流I的計算公式為：

圖4-4-2 GT-1A重力感測器（GSE）工作原理圖

航空重力勘探理論方法及應用

式中：I為穩定電流；m為重荷質量；g₀為重力常數；k為常數（取決於補償線圈）。

當作用於重荷上的重力場發生改變時，LED和光敏感測器提供一個與重荷偏移量大小成正比的電信號，該信號被轉變成電流加到測量線圈中，使重荷重新回到零位置（靜止點）。這樣一個與垂向視加速度Wz成比例的電流流經重力感測器的測量線圈（第一個線圈）和串接到線圈上的參考電阻，在參考電阻上產生的電壓信號經過ADC輸入到微處理器，並轉換成垂向重力值Wz。

由微處理器產生的另一個用來平衡引力的參考電流載入到重力感測器力感測器的第二個線圈（補償線圈）上，利用通電線圈產生的磁力調整偏移的重荷使其回到零位置。

該測量仍然是模擬控制，其響應速度大約100 Hz。恆溫對於重力感測器來說至關重要。

在工廠里，通過振動測試，獲得用於因振動造成感測器偏移的補償系數。分別設定不同的振動頻率進行測試，振動頻率從幾Hz直到接近100 Hz。

圖4-4-3為重力感測器不同頻率振動測試結果，振動頻率從5～70 Hz。通過不同頻率的振動測試，獲得不同頻率下重力感測器的偏移量。圖中藍線代表著不同振動頻率下重力感測器的讀數。從圖中可以看出：當振動頻率60 Hz時，由於振動造成重力感測器讀數偏差接近100×10^-5m·s^-2。圖中紅線代表著不同振動頻率下測得的重荷位置偏移量（單位為m²）。補償系數由下式求得：

航空重力勘探理論方法及應用

圖中綠色線為利用補償系數進行改正後所獲得的測量結果，振動的影響減少了20倍。

G. 手機重力感應器原理是什麼

重力感應器是由蘋果公司率先開發的一種設備，現在基本所有的智能手機都帶有這個感測器了。重力感測器是將運動或重力轉換為電信號的感測器，主要用於傾斜角、慣性力、沖擊及震動等參數的測量。說的簡單點就是，你本來把手機拿在手裡是豎著的，你將它轉90度，橫過來，它的頁面就跟隨你的重心自動反應過來，也就是說頁面也轉了90度，極具人性化。
在測量平台傾斜角時，將重力感測器垂直放置於在所測平台上，重力感測器的敏感軸應與傾斜平台的軸向一致，在水平狀態下應與水平面平行。重力感測器的質量塊由於受到重力加速度在傾斜方向上的分量的作用產生偏移，使重力感測器的輸出電壓發生變化。
手機重力感應技術：利用壓電效應實現，簡單來說是測量內部一片重物（重物和壓電片做成一體）重力正交兩個方向的分力大小，來判定水平方向。通過對力敏感的感測器，感受手機在變換姿勢時，重心的變化，使手機游標變化位置從而實現選擇的功能。