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陀螺仪——角速度的精密测量者

陀螺仪 vs 加速度计

很多人会混淆这两个传感器,但它们测的东西完全不同:

特性加速度计陀螺仪
测量量线加速度(m/s²)角加速度 / 角速度(rad/s)
静止时读数显示重力接近 0
适合的运动平移旋转 / 振动
噪声特性直流稳定、高频有噪声高频稳定、长时间有漂移

简单说:加速度计告诉你"手机在哪个方向加速",陀螺仪告诉你"手机在往哪个方向转"。

原始数据实验

陀螺仪原始数据实验输出三个轴的角速度(单位 rad/s):

陀螺仪原始数据——单位是 rad/s,绕 x 轴转一圈约 2π rad/s

1 rad/s ≈ 57.3°/s。如果手机绕 z 轴每秒转一圈,z 轴读数约 6.28 rad/s(即 2π)。

为什么钟摆实验优先用陀螺仪

phyphox 的钟摆实验默认用陀螺仪,原因有三:

  1. 灵敏度更高:微小的摆动就能产生显著的角速度信号
  2. 不受重力干扰:陀螺仪静止时自动归零,不需要去重力处理
  3. 摆动方向明确:钟摆来回摆动时,某个特定轴会产生周期性峰值,方便自动检测

如果手机没有陀螺仪(非常罕见),phyphox 会自动降级到加速度计版本。

注意事项