导言
儿童和狗可以毫不费力地辨别方向以及操控体操动作。有些人以为这就像“小孩游戏”相同简略，直到他们企图使机器人仿照这种身手。人类定向体系的杂乱性难以想象，当咱们在地上上时其体现十分超卓。相反，在飞机上时，咱们则处于一种不了解的三维环境下，再加上短少视觉定向参阅，就难以或不可能办理空间(间隔)方位。5%至10%的一般航空事端与空间定向妨碍有关，其间90%是丧命的(参阅文献1)。
微机电体系(MEMS)惯性传感器的规划在本质上对运动十分灵敏，可有用检测和处理线性加快、磁航向、海拔和角速率信息。为充分使用惯性传感器的功能潜力，规划者有必要了解整体机械体系，亲近重视使用中的运动源和谐振。
本文介绍了MEMS惯性传感器(例如陀螺仪和加快计)怎么协助人或机器战胜空间定向妨碍。文章介绍了外力和运动对体系作业的影响，以及元件布局和装置条件(空间联系)对MEMS惯性传感器功能的直接影响。体系配置各有不同(例如电路板尺度、原料、装置办法)，规划者需求依据详细使用规划特定的计划。文章还介绍了怎么检测并削减过错的惯性信号。关于实践环境中出现有害的移动信号和体系共振的状况，文章给出增强传感器体系作业的有用主张。
人类的平衡
本文首先从评论平衡开端，以人类耳朵为例。图1中的耳蜗是听觉器官。耳膜经过咱们身体中一些最小的骨骼振荡耳蜗。耳蜗长有毫毛或纤毛，而且充溢液体。当耳蜗移动时，液体因为惯性的原因并不移动。纤毛感测这种运动差异，并将神经脉冲传输至咱们的脑部，体现为声响。
图1. 人体平衡和听力是内耳中杂乱平衡器官的一部分
人耳也包括用于平衡的运动检测体系。三个半规管的效果类似于彼此笔直的陀螺仪，感测并将脉冲信号送至脑部，表示人的平衡状况。不幸的是，咱们感测运动的办法存在局限性。
假如运动小于2度每秒时，咱们将感测不到;假如安稳运动的时刻超越20至25秒，咱们则会中止感测运动。这种人类局限性会引起紊乱。在内耳中存在其他两个感觉器官：椭圆囊感测线性加快度，球囊感测重力。耳朵中的悉数5个感觉器官向脑部传送身体方位和运动信息，协助咱们平衡。这和眼睛一同，协助咱们保持平衡，而且在头部运动或身体旋转时使咱们的眼睛盯住方针。
飞机中的飞翔员与空间定向
飞翔员都知道不要靠直觉(即不依赖于内部感观)飞翔，而是要依赖于飞翔外表。这十分难以把握，尤其在紧迫和惊惧的状况下。
依据美国联邦航空办理局(FAA)的信息，飞翔员受一种称为“墓地回旋扭转”的常见幻觉影响。这与有意识或无意识长时刻歪斜转弯后康复水平飞翔有关。例如，当飞翔员开端歪斜向左转弯时，开端会感觉到在相同方向的转弯;假如持续向左转弯(约20秒或更长)，飞翔员就会觉得飞机不再向左转弯。此刻，假如飞翔员企图将机翼调整水平，这一动作将会使其感觉到飞机正在向相反的方向(向右)转弯和歪斜。假如飞翔员信任向右转弯的幻觉(会十分激烈)，他将企图纠正右转的感觉，然后从头进入开端的左转。不幸的是，产生这一切时，飞机仍在左转，并正在下降。正在转弯时拉起操控杆并添加动力不是一个好主意–只能使飞机更向左转。假如飞翔员没有认识到幻觉，未能使机翼水平，飞机将持续左转并下降高度，直到碰击地上(参阅文献2)。
问题是MEMS陀螺仪和加快计可以协助飞翔员战胜空间定向妨碍吗?
MEMS惯性传感器是解决之道
人体会遭到诈骗，而且在有些状况下有必要依赖于外部协助才干完成杰出平衡。因为人体简单受空间定向妨碍的影响，MEMS惯性传感器供给了一套解决计划。可使用装置正确的惯性传感器树立惯性坐标系参阅，协助用于判别方向和/或运动。使用这些器材可防止过错感观危险。
为保证惯性传感器作业的可靠性，有必要将其正确装置和定向。关于装置惯性传感器，有一套杰出的规划实践，只需使用妥当，可构成高功能体系。
装置MEMS惯性传感器的有用办法
从一开端就了解基本原理至关重要：产生振荡时，惯性传感器在PCB上的方位可能是首先要考虑的事项。因而，惯性传感器怎么装置、装置条件，以及其放置方位/方向，均会影响整体机械体系特性。简而言之，假如规划考虑不周，产生运动时惯性信号功能将下降。
留意：也激烈主张剖析总机械体系及其对惯性传感器功能的影响。
