陀螺仪和加速度计是惯性传感器的两大核心元件，分别用于测量角速度和线性加速度。以下用通俗语言解析两者的核心原理，避免公式和复杂示例。

一、陀螺仪的测量原理

核心目标：测量物体绕某轴的旋转速率（角速度）。

原理：

1. 科里奥利效应：

• 当一个物体在旋转系统中运动时，会受到一个垂直于运动方向和旋转轴的“假想力”（科里奥利力），导致其轨迹偏转。

• 陀螺仪通过检测这种偏转来计算旋转速率。

2. MEMS陀螺仪的工作方式：

• 振动结构：陀螺仪内部有一个微型振动部件（如音叉或梳齿结构），以固定频率沿一个方向（如X轴）振动。

• 旋转输入：当传感器绕另一个轴（如Z轴）旋转时，科里奥利力会使振动部件在第三个方向（如Y轴）产生微小偏移。

• 信号检测：通过电容、压电或光学方式检测Y轴的偏移量，换算出旋转速率（角速度）。

特点：

• 对旋转敏感，能实时反映物体的转向速度。

• 长期使用可能存在零偏漂移（需定期校准）。

二、加速度计的测量原理

核心目标：测量物体沿某轴的线性加速度（运动强度）。

原理：

1. 惯性力作用：

• 当物体加速时，内部的质量块因惯性保持原有运动状态，导致与固定结构之间产生相对位移或应力。

• 加速度计通过检测这种位移或应力来计算加速度。

2. MEMS加速度计的工作方式：

• 质量-弹簧系统：加速度计内部有一个微型质量块，通过弹簧与固定结构连接。

• 加速输入：当物体加速时，质量块因惯性滞后，导致弹簧形变或质量块位移。

• 信号检测：通过电容、压电或热电偶检测位移或应力变化，换算出加速度。

特点：

• 对直线运动或重力敏感，能反映物体的运动强度或倾斜角度。

• 静态测量稳定，但动态响应可能受振动干扰。

三、核心对比

四、类比说明

1. 陀螺仪：

• 类似“旋转方向盘传感器”：方向盘转得越快，传感器输出的旋转信号越强。

2. 加速度计：

• 类似“刹车/油门传感器”：踩刹车或油门越用力，传感器输出的运动信号越强。

五、总结

• 陀螺仪：基于科里奥利效应，通过检测旋转时的偏移量测量角速度，适合动态旋转场景。

• 加速度计：基于惯性力或应力变化，通过检测位移或应力测量线性加速度，适合静态或低频运动场景。

通过理解两者的核心原理，可以更直观地选择和应用传感器，满足不同场景的需求。