从某种意义上说，你是对的。这些传感器确实需要移动组件。但是，它们是您板上的芯片。

倾斜传感器（实际上是加速度计）和陀螺仪（和压力传感器，...）是称为 MEMS 的系列的一部分：微机电系统。

使用在集成电路制造中已经很常见的类似技术，我们可以制造出令人惊叹的小型设备。我们使用相同的过程来蚀刻事物、沉积新层、生长结构等。

这些是非常小的设备。这是陀螺仪的一个例子：

链接到原始网站。

其中大部分是通过感测电容的变化来工作的。陀螺仪会感应到旋转引起的变化（图中大的东西会绕中心轴扭曲。这将使交错的小齿更靠近，并增加电容。加速度计的工作原理类似。这些齿可以是发现在第二张图片的右下角。

那么零重力呢？

就设备的功能而言，它不会有太大变化。你看，加速度计通过感应加速度来工作。然而，关键是重力对他们来说是一样的——感觉就像你一直在以 1G 加速。他们使用这个“常数”来了解“下降”在哪里。这也意味着，虽然芯片在微重力下可以正常工作，但你的手机不会——它会感到困惑，因为似乎没有“向下”。

快速添加以解决用户 GreenAsJade 提出的一个（非常好的）观点：当您查看wikipedia 等资源上的陀螺仪的常见定义时，它们通常被描述为类似于旋转磁盘的东西。上面的图片似乎没有任何旋转部件。那是怎么回事？

他们解决这个问题的方法是用振动代替旋转。这里图片中的圆盘形物体仅通过非常薄且灵活的结构连接到中心轴。然后使该磁盘围绕其轴以高频振动。当您沿一个角度移动整个结构时，这将导致磁盘尝试并持续抵抗这一点 - 类似于经典的陀螺仪。这种效应称为科里奥利效应。通过检测圆盘相对于周围固体材料的倾斜量，它可以测量它的旋转速度。

感觉装置是弹簧上的重物。它确实是“传感器的一些微小组件的小规模运动”，也是“电路板上的另一个芯片”。

这里的关键词是MEMS。可以构建小的硅结构，然后在它们下面蚀刻掉，留下一个自由浮动的部分。如果工件又长又薄，它会在重力（或任何加速度）下变形，变形量与其杨氏模量成正比。位置的变化会影响运动部件和其周围静止部件之间的电容，这可以通过电子方式进行测量。

通常它们只有一个三轴加速度计。通过添加陀螺仪或另一个相隔一定距离的加速度计可以实现更好的精度；任天堂通过 Wiimote 附加组件做到了这一点。

许多手机还包含一个磁力计，它可以模糊地告诉您磁北相对于手机的位置，尽管这些校准往往很糟糕。

解决问题的特定部分：

• 是什么让智能手机倾斜敏感？

MEMS加速度计。几平方毫米的芯片封装，数量不超过 0.50 美元。

• 他们会在零重力条件下保持这种能力吗？

不完全是。他们不再有一个方便的参考向量。但是，它们仍然可以检测到加速度，因此，如果您拥有其中一个“光剑”应用程序并在周围挥动它，它仍然可以在国际空间站上运行。但是您和手机都没有明确的“向上”概念。

（发送到那里的 Raspberry Pi 套件有一个加速度计和一堆由学童编写的程序，所以几乎可以肯定在某处有一段视频演示了这一点）

3 轴加速度计的原始输出是以 m/s^2 为单位测量的 3 个值的向量。这个向量的大小通常约为 1g，但方向会有所不同。对于固定电话，它将指向下方。如果你移动它，那么加速度矢量将改变方向。如果你放下手机，即它像轨道飞行器上的手机一样自由落体，那么幅度会接近零。这使得矢量的方向剧烈摆动并变成噪音。

大约十年前，Macbooks 普及了使用加速度计作为硬盘安全跌落检测器。人们为它们找到了其他用途。

• 它是如何工作的？

其他答案更详细地回答。

从理论上讲，是的，手机或平板电脑在国际空间站 (ISS) 上的运行效果与在地面上一样好。

让我们分解一下。

设备需要检测两种类型的运动。

直线运动

独立式加速度计使用弹簧耦合质量与正常静止点的偏差作为该轴上加速度力的量度。显然，您需要其中三个来检测任何轴上的运动。

了解并跟踪这些力，您可以从其原始“通电”位置“推测”设备的速度和行进方向。考虑到准确的时钟，您还可以计算当前位置。

这听起来很简单，但数学实际上相当复杂，系统中的错误会随着时间的推移而产生漂移。

回转

旋转显然是围绕任何轴旋转。

自旋传感器

可以使用陀螺仪或自旋传感器测量旋转。这些装置同样具有松散耦合的质量，可在特定轴上自由旋转或被驱动。当您的设备主体旋转时，旋转之间的差异会告诉您设备旋转了多少。

自旋传感器和陀螺仪不关心重力，除此之外可能存在一些摩擦差异。

重力参考加速度计旋转

由于加速度计测量作用在松散悬挂质量上的力，因此当该传感器相对于地球垂直时，由于重力引起的质量重量，弹簧当然会发生偏转。该偏移量由软件以数学方式去除，以提取加速度部分。

然而，由于三轴加速度计会根据它们的方向产生不同的偏移量，因此可以通过偏移量的差异在数学上检测旋转。

然而，虽然这种方法有效，但它会受到 G 的变化影响。它在空间中不起作用。它在机动飞机中的功能也会大大降低。即使是高速急转弯的汽车也可能存在问题。

加速度计旋转检测

使用两组足够灵敏的加速度计，可以根据加速度计之间的加速度差异检测旋转。

由于每个加速度计必须相对于另一个移动，因此每个加速度计在该轴上的加速度会有所不同。这些值可以再次在数学上用于预测旋转。

简而言之，如果您可以从手机一端居中的加速度计中得知中心点已移动到$X_1,Y_1, Z_1$, 另一端现在在$X_2,Y_2, Z_2$，计算三个角度是微不足道的。

此方法不受重力影响。

你的手机或平板电脑能在国际空间站上工作吗

从上面可以看出，这实际上取决于您的设备使用的方法。

从技术上讲，它可以被构建和编程来做到这一点。您可能需要将其关闭并再次通电以重新校准它，但是如果安装了正确的系统，它应该可以正常工作。至少玩那个“飞机模拟游戏”。

不过，漂移可能是国际空间站上的一个更大问题。由于普通 G 中的手机有能力知道在那个特定时刻“向下”的方向，它们可以随着时间的推移重新调整。天基单位需要偶尔手动重置以指示“正常”方向。

所有的评论和答案都很好地帮助您了解它是如何可能的。但是，这里有一些东西可以帮助您了解它是如何在实际产品中实现的。

（图片来源）

这是 InvenSense 的微型 IC (3x3x1 mm)。它有一个三轴加速度计（用于横向移动）、一个三轴陀螺仪（用于旋转）和一个三轴磁力计（如指南针）。它有内部代码，可以完成所有复杂的数学运算。它消耗的电量非常少。

这只是一个例子。有几家公司生产类似的产品。有些比其他更准确，有些更便宜，大多数没有磁力计，等等......