重力传感器测量原理和方法

A. 重力感应器有哪些工作原理

重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转，在玩游戏可以代替上下左右，重力感应器也是具备着一定的工作原理的。以下是由我整理的重力感应器的内容，希望大家喜欢!

重力感应器的介绍
重力感应器，又称重力传感器，新型属传感器技术，它采用弹性敏感元件制成悬臂式位移器，与采用弹性敏感元件制成的储能弹簧来驱动电触点，完成从重力变化到电信号的转换。目前绝大多数中高端智能手机和平板电脑内置了重力传感器，如苹果的系列产品iphone和iPad， Android系列的手机等。
重力感应器的工作原理
重力传感器是根据压电效应的原理来工作的，所谓的压电效应就是“对于不存在对称中心的异极晶体加在晶体上的外力除了使晶体发生形变以外，还将改变晶体的极化状态，在晶体内部建立电场，这种由于机械力作用使介质发生极化的现象称为正压电效应”。

重力传感器就是利用了其内部的由于加速度造成的晶体变形这个特性。由于这个变形会产生电压，只要计算出产生电压和所施加的加速度之间的关系，就可以将加速度转化成电压输出。当然，还有很多 其它 方法 来制作加速度传感器，比如电容效应，热气泡效应，光效应，但是其最基本的原理都是由于加速度产生某个介质产生变形，通过测量其变形量并用相关电路转化成电压输出。
重力感应器的应用
(1)通过重力传感器测量由于重力引起的加速度，可以计算出设备相对于水平面的倾斜角度。通过分析动态加速度，你可以分析出设备移动的方式。但是刚开始的时候，你会发现光测量倾角和加速度好像不是很有用。但是当前工程师们已经想出了很多方法获得更多的有用的信息。

(2)加速度传感器可以帮助仿生学机器人了解它当前身处的环境。是在爬山，还是在走下坡，是否摔倒。或者对于飞行类的机器人来说，对于控制姿态也是至关重要的。一个好的程序员能够使用加速度传感器来回答所有上述问题。

(3)重力传感器可以用来分析发动机的振动。

(4)重力传感器在进入消费电子市场之前，实际上已被广泛应用于汽车电子领域，主要集中在车身操控、安全系统和导航，典型的应用如汽车安全气囊(Airbag)、ABS防抱死刹车系统、电子稳定程序(ESP)、电控悬挂系统等。
重力感应器的基本原理
科学实验证明，一般存储器在不通电的时候，抗震性有1000G，而通电工作之后，抗震性不足200G，非常轻微的磕碰都有可能造成磁盘坏道。因此，只有有效确保工作状态下的产品安全，才能最终确保其中的数据资料安全。 “重力感应技术”，利用重力加速度原理，一旦侦测到意外，能在摔落的瞬间将磁头撤至安全停泊区，可使移动存储器安全性能提升500%以上，达到无电状态下的抗震水平，从根本上确保了处于工作状态下的移动存储器的抗震性能，从而保证了在任何状态下的数据信息安全。

倾角原理

首先建立各个坐标系，① 水平坐标系(X、Y、Z)②参考平台坐标系(X1、Y1、Z1)：OY1Z1w为平台面，在舰艇静止时处于水平状态，当存在舰艇摇摆时，与水平面存在ψ 、θ 的夹角，水平坐标系经先纵摇ψ 角，后横摇θ 角得到。○3 平台坐标系(X2、Y2、Z2)：两个相互正交的传感器轴线确定的被测平台平面及其垂线确定的坐标系，和参考平台坐标系存在r ψ 、r θ的夹角，参考平台坐标系经先纵摇r ψ 角 ，后横摇r θ 得到。平台参考系的Y2 轴和参考平台坐标系的Y1 轴相对于水平面的夹角之差为平台与参考平台水平度的纵向倾角y ψ ;平台参考系的X2 轴和参考平台坐标系的X1 轴相对于水平面的夹角之差为平台与参考平台水平度的横向倾角y θ 。图3 标出参考平台坐标系(X1、Y1、Z1)、水平坐标系(X、Y、Z)和平台坐标系(X2、Y2、Z2)的相互关系。

测角原理

重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器，主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量。在测量平台倾斜角时，将重力传感器垂直放置于在所测平台上，重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致，在水平状态下应与水平面平行，如图1 所示，其中α 为平台沿某一方向的倾斜角。重力传感器的质量块由于受到重力加速度g 在倾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。若重力传感器在水平状态下的输出为0 V ，倾角为α 时的输出为α V ，且在1g 加速度作用下的输出为V ，则有：

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倾斜角。如果将两个重力传感器正交放置在平台中心，则平台在x 方向上倾斜角x α 和平台在y 方向上倾斜角y α 为：

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

根据这两个方向上的倾斜角可以确定出平台的横向倾角和纵向倾角。

B. 重力感应的原理

手机重力感应技术：利用压电效应实现，简单来说是是测量内部一片重物（重物和压电片做成一体）重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向重力感应器能利用地球重力场感知手机目前的姿态，如直立、水平、横向……
程序可以调用重力感应器的信息做出相应的反馈，比如屏幕图像从直屏变横屏等
某品牌移动硬盘重力感应技术简介：重力感应装置包括感应器、处理器和控制器三个部分。感应器负责侦测存储器的状态，计算存储器的重力加速度值；处理器则对加速度值是否超出安全范围进行判断；而控制器则负责控制将磁头锁定或者释放出安全停泊区。一旦感应器侦测并经处理器判断当前的...
里面一般是一滴水银之类的，通过压电效应，让水平的时候，会停在中央，而你手机位置变化，会引起水银滴变化，来反应出来。最简单的原理就是这样，事实上会复杂很多~通过很多才能反应到手机上面~

C. 重力感应器G-sensor的工作原理是什么

重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器，主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量[3]。在测量平台倾斜角时，将重力传感器垂直放置于在所测平台上，重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致，在水平状态下应与水平面平行，如图1 所示，其中α 为平台沿某一方向的倾斜角。重力传感器的质量块由于受到重力加速度g 在倾斜方向上的分量α α α g : g = g sin 的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。若重力传感器在水平状态下的输出为0 V ，倾角为α 时的输出为α V ，且在1g 加速度作用下的输出为V ，则有：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倾斜角。如果将两个重力传感器正交放置在平台中心，如图2 所示，则平台在x 方向上倾斜角x α 和平台在y 方向上倾斜角y α 为：x arcsin[V( x V) /V] α = �6�1 ， arcsin[(V V ) /V ] y y α = �6�1根据这两个方向上的倾斜角可以确定出平台的横向倾角和纵向倾角。

D. 重力感应原理

不一样的

E. 重力感应的原理

方向感应器的实现靠的是iPhone的内置加速计。iPhone所采用的加速计是三轴加速计，分为X轴、Y轴和Z轴。这三个轴所构成的立体空间足以侦测到你在iPhone上的各种动作。在实际应用时通常是以这三个轴（或任意两个轴）所构成的角度来计算iPhone倾斜的角度，从而计算出重力加速度的值。
通过感知特定方向的惯性力总量，加速计可以测量出加速度和重力。iPhone的三轴加速计意味着它能够检测到三维空间中的运动或重力引力。因此，加速计不但可以指示握持电话的方式（或自动旋转功能），而且如果电话放在桌子上的话，还可以指示电话的正面朝上还是朝下。
加速计可以测量重力引力（g），因此当加速计返回值为1.0时，表示在特定方向上感知到1g。如果是静止握持iPhone而没有任何动作，那么地球引力对其施加的力大约为1g。如果是纵向竖直地握持iPhone，那么iPhone会检测并报告在其y轴上施加的力大约为1g。如果是以一定角度握持iPhone，那么这1g的力会分布到不同的轴上，这取决于握持iPhone的方式。当以45度角握持iPhone时，1g的力会均匀的分解到两个轴上。
正常使用时，加速计在任一轴上都不会检测到远大于1g的值。如果检测到的加速计值远大于1g，那么即可判断这是突然动作。如果摇动iPhone，那么加速计便会在一个或多个轴上检测到很大的力，如果投掷或坠落， 那么加速计便会在一个或多个轴上检测到很小的力。
另外，现在的Windows Phone手机与一些较高端的安卓手机或是别的手机上也装备了加速计。

F. 重力传感器

GT-1A航空重力仪重力传感器如图4-4-2所示，重荷用两根宽50µm的弹簧连接到基座上，在两个方向相反的磁场作用下，重荷处于悬浮状态。

在工厂里，设定一个稳定的电流I通过补偿线圈产生一个支持37 g重荷的平衡力，使重荷处于零位置（静止点）。由于漂移等因素的影响，因此，飞行测量前和飞行测量后需要在固定的基准点进行静态测量，用于漂移校正。

稳定电流I的计算公式为：

图4-4-2 GT-1A重力传感器（GSE）工作原理图

航空重力勘探理论方法及应用

式中：I为稳定电流；m为重荷质量；g₀为重力常数；k为常数（取决于补偿线圈）。

当作用于重荷上的重力场发生改变时，LED和光敏传感器提供一个与重荷偏移量大小成正比的电信号，该信号被转变成电流加到测量线圈中，使重荷重新回到零位置（静止点）。这样一个与垂向视加速度Wz成比例的电流流经重力传感器的测量线圈（第一个线圈）和串接到线圈上的参考电阻，在参考电阻上产生的电压信号经过ADC输入到微处理器，并转换成垂向重力值Wz。

由微处理器产生的另一个用来平衡引力的参考电流加载到重力传感器力传感器的第二个线圈（补偿线圈）上，利用通电线圈产生的磁力调整偏移的重荷使其回到零位置。

该测量仍然是模拟控制，其响应速度大约100 Hz。恒温对于重力传感器来说至关重要。

在工厂里，通过振动测试，获得用于因振动造成传感器偏移的补偿系数。分别设定不同的振动频率进行测试，振动频率从几Hz直到接近100 Hz。

图4-4-3为重力传感器不同频率振动测试结果，振动频率从5～70 Hz。通过不同频率的振动测试，获得不同频率下重力传感器的偏移量。图中蓝线代表着不同振动频率下重力传感器的读数。从图中可以看出：当振动频率60 Hz时，由于振动造成重力传感器读数偏差接近100×10^-5m·s^-2。图中红线代表着不同振动频率下测得的重荷位置偏移量（单位为m²）。补偿系数由下式求得：

航空重力勘探理论方法及应用

图中绿色线为利用补偿系数进行改正后所获得的测量结果，振动的影响减少了20倍。

G. 手机重力感应器原理是什么

重力感应器是由苹果公司率先开发的一种设备，现在基本所有的智能手机都带有这个传感器了。重力传感器是将运动或重力转换为电信号的传感器，主要用于倾斜角、惯性力、冲击及震动等参数的测量。说的简单点就是，你本来把手机拿在手里是竖着的，你将它转90度，横过来，它的页面就跟随你的重心自动反应过来，也就是说页面也转了90度，极具人性化。
在测量平台倾斜角时，将重力传感器垂直放置于在所测平台上，重力传感器的敏感轴应与倾斜平台的轴向一致，在水平状态下应与水平面平行。重力传感器的质量块由于受到重力加速度在倾斜方向上的分量的作用产生偏移，使重力传感器的输出电压发生变化。
手机重力感应技术：利用压电效应实现，简单来说是测量内部一片重物（重物和压电片做成一体）重力正交两个方向的分力大小，来判定水平方向。通过对力敏感的传感器，感受手机在变换姿势时，重心的变化，使手机光标变化位置从而实现选择的功能。