傳統的陀螺儀主要是利用角動(dòng)量守恒原理，因此它主要是一個(gè)不停轉動(dòng)的物體，它的轉軸指向不隨承載它的支架的旋轉而變化。

 

但是MEMS陀螺儀（gyroscope）的工作原理不是這樣的，因為要用微機械技術(shù)在硅片襯底上加工出一個(gè)可轉動(dòng)的結構可不是一件容易的事。MEMS陀螺儀利用科里奧利力——旋轉物體在有徑向運動(dòng)時(shí)所受到的切向力。下面是導出科里奧利力的方法。有力學(xué)知識的讀者應該不難理解。

 

在空間設立動(dòng)態(tài)坐標系（圖一）。用以下方程計算加速度可以得到三項，分別來(lái)自徑向加速、科里奧利加速度和向心加速度。

 

圖一、動(dòng)態(tài)坐標系

 

 

如果物體在圓盤(pán)上沒(méi)有徑向運動(dòng)，科里奧利力就不會(huì )產(chǎn)生。因此，在MEMS陀螺儀的設計上，這個(gè)物體被驅動(dòng)，不停地來(lái)回做徑向運動(dòng)或者震蕩，與此對應的科里奧利力就是不停地在橫向來(lái)回變化，并有可能使物體在橫向作微小震蕩，相位正好與驅動(dòng)力差90度。（圖二）MEMS陀螺儀通常有兩個(gè)方向的可移動(dòng)電容板。徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體作徑向運動(dòng)（有點(diǎn)象加速度計中的自測試模式），橫向的電容板測量由于橫向科里奧利運動(dòng)帶來(lái)的電容變化（就象加速度計測量加速度）。因為科里奧利力正比于角速度，所以由電容的變化可以計算出角速度。

 

圖二、MEMS陀螺儀的驅動(dòng)和傳感 

 

圖三是Z軸MEMS陀螺儀。它采用了閉合回路、數字輸出和傳感器芯片跟ASIC芯片分開(kāi)平放連線(xiàn)的封裝方法。

 

圖三、BOSCH SMG 070原理圖