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):

- 手机静止:三个轴应该都接近 0
- 绕 x 轴旋转(屏幕向前向后翻):x 轴读数
- 绕 y 轴旋转(左右翻转):y 轴读数
- 绕 z 轴旋转(水平旋转):z 轴读数
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:
- 灵敏度更高:微小的摆动就能产生显著的角速度信号
- 不受重力干扰:陀螺仪静止时自动归零,不需要去重力处理
- 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
- 长时间漂移:陀螺仪的直流稳定性较差,静止 30 秒以上可能累积 0.1 rad/s 的零漂——不过 phyphox 的分析型实验会自动做基线校正
- 温度影响:和加速度计一样,温度升高会增加噪声
- iOS "Roll" 实验:苹果在某次系统更新后禁止第三方 App 直接访问某些陀螺仪功能,导致 phyphox 的"Roll"实验在 iOS 上被移除。Android 不受影响。