3轴加速度传感器和磁传感器和陀螺仪的功能特点

　　3轴加速度传感器、磁传感器和陀螺仪是目前消费电子中应用最普遍的传感器，基于它们各自独立测量中的劣势，它们相互补充，更好的为用户服务，下面就这些传感器的功能特点做下简要介绍。

　　3轴加速度传感器

　　加速度传感器通过测量给定直线轴向的弹簧上的力来检测直线加速度和重力矢量。加速度传感器是第一种出现在大批量应用中的MEMS传感器，可以用来实现汽车中的气囊部署、照相机中的图像防抖和笔记本中的自由落体检测等功能。现在基于许多理由，加速度传感器已经在智能手机和平板电脑中十分普及，包括检测设备朝向、将屏幕从竖屏调整到横屏然后再调整回来等功能。

　　加速度传感器在运动跟踪方面有两个主要的缺点：

　　1、加速度传感器不能建立绝对或相对的航向。当安装在一个固定的设备中时，3轴加速度传感器可以测量单个加速度轴上的加速度。当处于固定状态时，可以根据垂直重力加速度矢量计算出滚动和倾斜角度。然而，航向是围绕Z轴得到的，无法从重力矢量计算出航向。因此，加速度传感器不能提供航向。

　　2、加速度传感器对运动太过敏感，极易导致手的抖动。在短时间内这是非常令人恼火的，因为它意味着光标或屏幕渲染的目标也会抖动。几分钟以上的抖动将导致显着的累积方向或位置误差，特别是当加速度传感器的噪声与抖动在相同数量级时。目前广泛使用的低成本消费级加速度传感器的噪声要比价格更高、体积更大、功耗更高的工业级加速度传感器大得多。

　　3轴磁传感器

　　磁传感器用于测量地球的磁场，进而推导出航向。历史上曾用于罗盘的地磁传感器如今被大批量用于种类广泛的应用，包括汽车罗盘、手表、雷达探测器、传动轴和机器人。然而，真正广泛的采用起始于iPhone3GS，它是美国首款包含罗盘并得到广泛普及的智能手机。

　　磁传感器的主要问题是它们测量所有磁场，不仅是地球磁场。例如，像电池或含铁元件等系统元件将干扰传感器附近的磁场。这些被认为是系统内的固定干扰，可以通过校准进行补偿。磁传感器更大的问题是改变局部磁场会临时性地干扰航向信息。桌椅上的金属部件、开过的汽车、附近的其它手机和电脑、窗框、建筑物内的雷达等物件都会干扰读数。补偿这些磁场和其它瞬时地磁异常要求开发出复杂的算法，以便有效地将地球的磁场与其它临时性“侵入”磁场区分开来。

　　陀螺仪

　　陀螺仪可以测量围绕轴的旋转角速度，并通过推导得到围绕轴的旋转角度。从20世纪早期推出以来，陀螺仪已经从巨大的铜制台式模型缩小到今天的低成本低功耗小型MEMS芯片，可以安装在指甲盖下方。消费级陀螺仪于90年代中期最先集成进Gyration公司的AirMouse，后来MEMS陀螺仪被广泛用于罗技的MXAir定点设备和LG的智能电视机遥控器等产品中。任天堂的Wii通过在MotionPlus控制器中增加陀螺仪进一步增强了游戏体验。陀螺仪还被添加进iPhone3GS中，用于扩展游戏潜能，改进基于位置的服务(LBS)功能的可用性。

　　就跟加速度传感器一样，陀螺仪也有不足：

　　1、陀螺仪不能提供绝对基准。因为这个原因，它们通常与加速度传感器一起使用，由加速度传感器提供向“下”的绝对基准，从而也为倾斜和滚动读数提供绝对基准。陀螺仪经常还要与地磁传感器一起使用，由后者提供航向的绝对基准。

　　2、陀螺仪的零偏或零偏移会随时间漂移。如果不及时校正，将成为系统误差的一个主要来源。即使系统实际处于停止状态，陀螺仪输出也会报告系统在移动。