淺談陀螺儀

生活科學趣談

移動的物體在不受外力或合力為零的條件下,具有保持其移動狀態的慣性,這稱為動量守恆;旋轉的陀螺或飛輪在所受合力矩為零的情況下,也具有保持其轉動狀態的慣性,這稱為角動量守恆

旋轉的陀螺或飛輪倘若受到一個力矩,就會產生角動量的變化而形成 進動(Precession)

陀螺儀即為基於角動量守恆的理論而設計用來維持或感測方向的裝置

那麼陀螺儀要如何塞進手機呢?這是藉由 微機電系統Microelectromechanical Systems,MEMS)的小封裝技術

並且運用傅科擺的概念

因為在轉動的座標系會產生一種偏向的 科氏力,力的方向垂直於物體的運動方向,使感測質量發生位移。由於位移大小與旋轉的角速率成正比,感測的動電極會與固定電極之間發生額外的距離變化量,從而讓二者之間的電容值產生偏差,因此施加在手機內部陀螺儀元件的旋轉角度就能轉化成一個電路可以檢測的資訊了!

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