河北慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠(chǎng)家精選

陀螺儀的應(yīng)用和總結(jié)。陀螺儀陀螺儀是一種既古老而又很有生命力的儀器，從頭一臺(tái)真正實(shí)用的陀螺儀器問(wèn)世以來(lái)已有大半個(gè)世紀(jì)，但直到現(xiàn)也，陀螺儀仍在吸引著人們對(duì)它進(jìn)行研究，這是由于它本身具有的特性所決定的。陀螺儀較主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進(jìn)動(dòng)性。人們從兒童玩的地陀螺中早就發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺可以豎直不倒而保持與地面垂直，這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。研究陀螺儀運(yùn)動(dòng)特性的理論是繞定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)剛體動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支，它以物體的慣性為基礎(chǔ)，研究旋轉(zhuǎn)物體的動(dòng)力學(xué)特性。陀螺儀特點(diǎn)包括響應(yīng)速度快、精度高、不受外部環(huán)境影響等，能夠提供可靠的姿態(tài)控制和導(dǎo)航信息。河北慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠(chǎng)家精選

陀螺儀的前世今生，陀螺儀由1850年法國(guó)物理學(xué)家萊昂·傅科在研究地球自傳中獲得靈感而發(fā)明出來(lái)的，類(lèi)似像是把一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個(gè)萬(wàn)向支架上，靠陀螺的方向來(lái)計(jì)算角速度，和現(xiàn)在小巧的芯片造型大相徑庭。陀螺儀發(fā)明以后，首先被用在航海上（當(dāng)年還沒(méi)有發(fā)明飛機(jī)），后來(lái)被用在航空上。因?yàn)轱w機(jī)飛在空中，是無(wú)法像地面一樣靠肉眼辨認(rèn)方向的，而飛行中方向都看不清楚危險(xiǎn)性極高，所以陀螺儀迅速得到了應(yīng)用，成為飛行儀表的主要。陀螺儀陀螺儀利用陀螺效應(yīng)，即旋轉(zhuǎn)物體的角動(dòng)量會(huì)保持不變，來(lái)測(cè)量物體的旋轉(zhuǎn)。

更確切地說(shuō)，一個(gè)繞對(duì)稱(chēng)軸高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺的自轉(zhuǎn)軸有角轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。根據(jù)二自由度陀螺儀中所使用的反作用力矩的性質(zhì)，可以把這種陀螺儀分成三種類(lèi)型：速率陀螺儀(它使用的反作力矩是彈性力矩)；積分陀螺儀(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；無(wú)約束陀螺(它只有慣性反作用力矩)；除了機(jī)、電框架式陀螺儀以外，還出現(xiàn)了某些新型陀螺儀，如靜電式自由轉(zhuǎn)子陀螺儀，撓性陀螺儀，激光陀螺儀等。

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例，探討較簡(jiǎn)單的工作原理（圖1）。兩個(gè)正在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動(dòng)，如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個(gè)角速率，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直的科里奧利力，如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動(dòng)電極（轉(zhuǎn)子）位于固定電極（定子）的側(cè)邊，上面的位移將會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化，因此，在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個(gè)專(zhuān)門(mén)使用電路可以檢測(cè)的電參數(shù)。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制，用于飛行器、導(dǎo)彈等的穩(wěn)定控制。

與ST的MEMS加速計(jì)類(lèi)似，MEMS陀螺儀也沿用一個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)方法，機(jī)械感應(yīng)元器件與其調(diào)節(jié)ASIC電路放在同一個(gè)封裝內(nèi)。智能設(shè)計(jì)方法結(jié)合先進(jìn)的封裝解決方案使得該系列產(chǎn)品的封裝尺寸大幅縮減，多軸陀螺儀的系統(tǒng)封裝面積只為3x5 mm2 ，較大厚度只為1mm 。意法半導(dǎo)體為客戶(hù)提供多軸感應(yīng)、30dps到6000dps量程的各種陀螺儀傳感器，讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能夠解決不同的應(yīng)用需求，從圖像穩(wěn)定器到游戲，從指向裝置到機(jī)器人控制。除上述傳統(tǒng)應(yīng)用外，整合加速計(jì)和陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航解決方案的慣性測(cè)量單元。分類(lèi)上，陀螺儀可以分為機(jī)械陀螺儀和光學(xué)陀螺儀兩種。上?？闺姶磐勇輧x

地下勘探、隧道挖掘等領(lǐng)域，陀螺儀有助于精確測(cè)量地下的空間結(jié)構(gòu)和方向。河北慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠(chǎng)家精選

如果大家不理解，舉個(gè)例子，前面有一個(gè)大樓，用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)它，馬上就可以在屏幕上得到這座大樓的相關(guān)參數(shù)，比如樓的高度，寬度，海拔，如果連接到數(shù)據(jù)庫(kù)，甚至可以得到這座大廈的物主、建設(shè)時(shí)間、現(xiàn)在的用途、可容納的人數(shù)等。陀螺儀較新技術(shù)簡(jiǎn)介和發(fā)展趨勢(shì)，目前，陀螺儀技術(shù)正在由傳統(tǒng)的機(jī)械轉(zhuǎn)子陀螺向以光學(xué)陀螺儀為表示的新型陀螺儀轉(zhuǎn)變，下面再簡(jiǎn)要介紹幾種處在技術(shù)領(lǐng)域前沿的新型陀螺儀技術(shù)，希望能夠幫助讀者開(kāi)闊視野，了解到國(guó)外陀螺儀技術(shù)的較新發(fā)展。河北慣性導(dǎo)航系統(tǒng)廠(chǎng)家精選