下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個(gè)軸。假設(shè)基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進(jìn)方向。當(dāng)汽車?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)環(huán)起到了隔離運(yùn)動(dòng)的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會(huì)隨汽車轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。但當(dāng)汽車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)上會(huì)產(chǎn)生一對力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進(jìn)動(dòng)。因此，通過測量y軸的角速度，我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動(dòng)量矩定理，這里不再詳細(xì)展開。陀螺儀在航空航天領(lǐng)域中，可以用于飛行器的姿態(tài)控制和導(dǎo)航定位。陜西航姿儀工作原理

陀螺儀的基本構(gòu)成（以機(jī)械式陀螺儀為例）：（1）轉(zhuǎn)子：常使用電機(jī)（比如同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等）驅(qū)動(dòng)陀螺轉(zhuǎn)子繞其自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并使其轉(zhuǎn)速近似保持為常值；（2）自轉(zhuǎn)軸；（3）萬向坐標(biāo)系（內(nèi)、外環(huán)）：使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；（4）力矩馬達(dá)、信號傳感器等。使用陀螺儀/利用陀螺儀原理的產(chǎn)品/設(shè)備，慣性導(dǎo)航儀、體感設(shè)備（Joycon/wii等）、智能手機(jī)、穿戴設(shè)備（智能手表/手環(huán)）、飛行器/無人機(jī)、電子攝影設(shè)備、穩(wěn)定器、AR/VR、機(jī)器人、游戲控制器/游戲手柄、自行車（輪子轉(zhuǎn)的越快越不容易倒）。安徽高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)隨著MEMS技術(shù)的成熟，微型陀螺儀逐漸成為市場主流，應(yīng)用于各種消費(fèi)電子產(chǎn)品。

陀螺儀是什么？陀螺儀器較早是用于航海導(dǎo)航，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應(yīng)用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件，即可作為信號傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行，而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測火箭等航行體的制導(dǎo)中，則直接利用這些信號完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。

陀螺穩(wěn)定器，穩(wěn)定船體的陀螺裝置。20世紀(jì)初使用的施利克被動(dòng)式穩(wěn)定器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)裝在船上的大型二自由度重力陀螺儀，其轉(zhuǎn)子軸鉛直放置，框架軸平行于船的橫軸。當(dāng)船體側(cè)搖時(shí)，陀螺力矩迫使框架攜帶轉(zhuǎn)子一起相對于船體旋進(jìn)。這種搖擺式旋進(jìn)引起另一個(gè)陀螺力矩，對船體產(chǎn)生穩(wěn)定作用。斯佩里主動(dòng)式穩(wěn)定器是在上述裝置的基礎(chǔ)上增加一個(gè)小型操縱陀螺儀，其轉(zhuǎn)子沿船橫軸放置。一旦船體側(cè)傾，小陀螺沿其鉛直軸旋進(jìn)，從而使主陀螺儀框架軸上的控制馬達(dá)及時(shí)開動(dòng)，在該軸上施加與原陀螺力矩方向相同的主動(dòng)力矩，借以加強(qiáng)框架的旋進(jìn)和由此旋進(jìn)產(chǎn)生的對船體的穩(wěn)定作用。陀螺儀在空間站、衛(wèi)星等航天器中，為姿態(tài)控制和軌道測量提供關(guān)鍵支持。

下面重點(diǎn)說說。陀螺儀可以幫助手機(jī)實(shí)現(xiàn)很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是近期才冒出的概念，和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣，是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用。大意是可以通過手機(jī)或者電腦的處理能力，讓人們對現(xiàn)實(shí)中的一些物體有跟深入的了解。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，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)等等。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛和無人駕駛技術(shù)，提供準(zhǔn)確的定位和導(dǎo)航功能。高動(dòng)態(tài)航姿儀定制

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）設(shè)備中，陀螺儀用于捕捉用戶頭部運(yùn)動(dòng)，提供沉浸式體驗(yàn)。陜西航姿儀工作原理

陀螺儀的發(fā)展歷程：機(jī)械式 → 小型芯片狀。1850年，法國物理學(xué)家，萊昂·傅科，發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)中的轉(zhuǎn)子由于慣性作用，其旋轉(zhuǎn)軸永遠(yuǎn)指向固定方向，故用希臘字gyro（旋轉(zhuǎn)）和skopein（看）來命名這種設(shè)備，即陀螺儀（gyro scope），并利用陀螺儀驗(yàn)證了地球的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。1908年，德國科學(xué)家，赫爾曼·安許茨·肯普費(fèi)，設(shè)計(jì)一種單轉(zhuǎn)子擺式陀螺，該系統(tǒng)可以憑借重力力矩自動(dòng)尋找方向，解決了艦船導(dǎo)航的問題。二戰(zhàn)期間，德國，利用陀螺儀，為V-2火箭裝備了慣性制導(dǎo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)陀螺儀技術(shù)在導(dǎo)彈制導(dǎo)領(lǐng)域的初次應(yīng)用。使用陀螺儀確定方向和角速度，使用加速度計(jì)計(jì)算加速度，計(jì)算得出飛彈飛行的距離與路線，同時(shí)控制飛行姿態(tài)，以爭取讓飛彈落到想去的地方陜西航姿儀工作原理

上海艾默優(yōu)科技有限公司在同行業(yè)領(lǐng)域中，一直處在一個(gè)不斷銳意進(jìn)取，不斷制造創(chuàng)新的市場高度，多年以來致力于發(fā)展富有創(chuàng)新價(jià)值理念的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，在上海市等地區(qū)的儀器儀表中始終保持良好的商業(yè)口碑，成績讓我們喜悅，但不會(huì)讓我們止步，殘酷的市場磨煉了我們堅(jiān)強(qiáng)不屈的意志，和諧溫馨的工作環(huán)境，富有營養(yǎng)的公司土壤滋養(yǎng)著我們不斷開拓創(chuàng)新，勇于進(jìn)取的無限潛力，上海艾默優(yōu)科技供應(yīng)攜手大家一起走向共同輝煌的未來，回首過去，我們不會(huì)因?yàn)槿〉昧艘稽c(diǎn)點(diǎn)成績而沾沾自喜，相反的是面對競爭越來越激烈的市場氛圍，我們更要明確自己的不足，做好迎接新挑戰(zhàn)的準(zhǔn)備，要不畏困難，激流勇進(jìn)，以一個(gè)更嶄新的精神面貌迎接大家，共同走向輝煌回來！