陀螺儀的基本特性:定軸性、進動性.(1)定軸性,當陀螺轉子以高速旋轉時,在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時,陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變,即指向一個固定的方向;同時反抗任何改變轉子軸向的力量。這種物理現象稱為陀螺儀的定軸性或穩定性。(2)進動性,當轉子高速旋轉時,若外力矩作用于外環軸,陀螺儀將繞內環軸轉動;若外力矩作用于內環軸,陀螺儀將繞外環軸轉動。其轉動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性,叫做陀螺儀的進動性。陀螺儀具有高靈敏度、高穩定性和抗干擾能力,能滿足各種極端環境下的測量需求。河北航姿儀供應商
現在輪到MEMS陀螺儀大顯神威了,消費電子集成MEMS陀螺儀的浪潮剛剛掀起。陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度,而MEMS加速計則能測量線性加速度,因此這兩者是一對理想的互補技術。 事實上,如果組合使用加速計和陀螺儀這兩種傳感器,系統設計人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運動,為較終用戶提供現場感更強的用戶使用體驗、精確的導航系統以及其它功能。而ST選用了音叉方法設計陀螺儀,其差分特性使系統本身對作用在傳感器上的無用線性加速度和雜亂振動的敏感度低于市場上現有的其它類型陀螺儀。當這些無用的信號被施加到陀螺儀,兩個質點就會沿相同方向位移,在一個差分測量后,較終的電容變化將視為無效。天津高動態慣導船舶導航系統中,陀螺儀可提供精確的方向信息,幫助船舶避開暗礁和淺灘。
三軸陀螺儀主要用來測量無人機在飛行過程中俯仰角、橫滾角和偏航角的角速度,并根據角速度積分計算角度的改變。而一般采用雙軸傾角傳感器,與三軸陀螺儀構成全姿態增穩控制回路。陀螺儀測量得到的角速度信息用作增穩反饋控制,使飛機操縱起來變的更“遲鈍”一些,從而利用傾角傳感器測得飛機橫滾角和俯仰角。然后將陀螺儀測得的角速率信息和傾角傳感器測得的姿態角進行捷聯運算,得到融合后的姿態信息。這種較為復雜的捷聯算法,能夠使姿態精度得到很大提高。
隨著物理學的不斷發展和進步,陀螺儀的種類也日趨豐富,精度也在不斷提高。目前廣為人知的陀螺儀類型有光纖陀螺儀、激光陀螺儀和MEMS陀螺儀等。雖然MEMS陀螺儀在精度上可能不如光纖和激光陀螺儀,但其體積小、功耗低、成本低且易于批量生產的特點,使其在自動駕駛領域發揮著舉足輕重的作用。MEMS陀螺儀的角速度測量原理基于一種非真實存在的力——科里奧利力。這種力是在非慣性參考系下引入的慣性力,引入之后便可以應用牛頓經典力學定律。我們假設一個黑色質量塊以特定的速度V沿著一個方向移動,當外部角速率被施加時,會產生一個垂直于施加角速度方向的力,導致質量塊發生位移。陀螺儀可以實現高精度的姿態控制,用于飛行器、導彈等的穩定控制。
認知層:陀螺儀是什么?發展歷史如何?應用場景有哪些?1、什么是陀螺儀?陀螺儀,簡稱陀螺,又稱角速度傳感器,用于測量、控制物體在相對慣性空間中的角運動的慣檢測性器件。物理定義為:陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體在相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。英文名稱:Gyro scope。理解層:陀螺儀的原理是什么?一句話描述:物體在旋轉時,其旋轉軸在不受外力影響的情況下,旋轉軸所指方向不變。因此可以用來測量角位移或角速度。陀螺儀的特點之一是響應速度快,可實時反饋物體的角速度變化。江西慣性導航系統使用方法
在地面車輛導航、水下探測器以及工業機器人中,陀螺儀也發揮著重要作用,提供姿態感知和運動控制支持。河北航姿儀供應商
集成光學陀螺儀,隨著集成光路的發展,可在單塊芯片上實現非常復雜的功能,可以將幾毫米直徑的集成環形腔激光器、光電檢測電路都集成在同一芯片上,作為集成光學陀螺儀的敏感元件,這樣可以較大程度上減小現有光學陀螺儀的質量和尺寸,降低成本和功耗,更好地控制熱效應,增加可靠性,因此利用集成光學技術制造的光學陀螺儀具有良好的發展前景。目前,圍繞著集成環形腔激光器已經展開了普遍的研究,但是關鍵技術還有待突破。此外,包括核磁諧振和超流體等的頂端技術也已經得到了驗證,未來也將在新型陀螺儀上得到應用。將一個陀螺放置在桌面上,它會向一個方向傾倒,但如果將其旋轉起來,它便能夠穩穩地立在桌子上,只要旋轉不止,它就不會傾倒。河北航姿儀供應商