Sự khác biệt giữa con quay hồi chuyển, gia tốc kế và từ kế là gì?

Sự khác biệt giữa con quay hồi chuyển 3 trục, gia tốc kế 3 trục và từ kế 3 trục là gì? Làm thế nào để các cảm biến làm việc? Tại sao cả 3 được sử dụng trong một số thiết bị như điện thoại thông minh, máy tính bảng, quadcopters, v.v.

Chúng là ba cảm biến hữu ích để xác định vị trí và định hướng, nhưng chúng đo lường những thứ khác nhau.

• Một từ kế đo từ trường. Bởi vì trái đất có từ trường đáng kể, từ kế có thể được sử dụng như một la bàn. Vì vậy, rất hữu ích khi xác định hướng tuyệt đối trong mặt phẳng NESW .
• Một gia tốc kế đo gia tốc. Điều này rất hữu ích để đo lường sự thay đổi vận tốc (trực tiếp, vì gia tốc là đạo hàm lần đầu tiên của vận tốc) và thay đổi vị trí (bằng cách tích hợp tín hiệu). Chúng thường được sử dụng để đo các chuyển động nhỏ. Cũng lưu ý rằng trọng lực hoạt động giống như gia tốc liên tục lên trên (thông qua nguyên lý tương đương của Einstein), do đó, gia tốc kế nhiều trục cũng có thể được sử dụng làm cảm biến định hướng tuyệt đối trong mặt phẳng LÊN-XUỐNG .
• Một con quay hồi chuyển đo các thay đổi về hướng (con quay hồi chuyển thông thường hoặc con quay tốc độ tích hợp) hoặc thay đổi tốc độ quay (con quay hồi chuyển).

Lý do những cảm biến này được kết hợp là bởi vì chúng nổi trội ở những thứ khác nhau. Ví dụ, đối với định hướng, từ kế có độ chính xác kém để di chuyển nhanh, nhưng gần như không trôi theo thời gian. Mặt khác, một sơ đồ tích hợp sử dụng con quay hồi chuyển phản ứng nhanh và chính xác với những thay đổi, nhưng tích lũy lỗi lớn theo thời gian. Nó cũng đòi hỏi phải bắt đầu từ một định hướng đã biết, vì nó chỉ phản ứng với những thay đổi.

Kết hợp các đầu vào với các cảm biến này cho phép xác định vị trí và định hướng nhanh chóng và chính xác với độ trôi thấp theo thời gian.

Cùng với nhau, các cảm biến này cũng được gọi là Đơn vị đo lường quán tính hay IMU. Bạn có thể tìm thêm thông tin trên trang wikipedia cho thuật ngữ này . Lưu ý rằng thiết bị không hoàn toàn nói theo quán tính khi bạn thêm từ kế, nhưng danh pháp này được sử dụng rộng rãi.