陀螺儀,簡稱陀螺,是用來測量、控制物體相對慣性空間角運動的慣性器件。陀螺儀傳感器技術自問世以來,發(fā)展至今已有160余年歷史,在導航、制導與控制等領域得到了普遍應用。隨著科學理論的進步和工藝水平的不斷提高,基于不同原理的陀螺儀相繼出現,各國對陀螺儀精度、穩(wěn)定性、可靠性、成本、體積等性能指標的不懈追求,極大地促進了陀螺儀技術的發(fā)展。陀螺儀按照工作原理可劃分為:基于旋轉質量陀螺效應的轉子陀螺儀;基于薩奈克效應的光學陀螺儀;基于哥氏效應的振動陀螺儀;基于現代量子力學技術的原子陀螺儀。陀螺儀可以用于無人機的姿態(tài)控制和導航,提供準確的飛行數據。海南航姿儀市場價格
作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛(wèi)星上的照相機相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導彈發(fā)射井等提供準確的方位基準。由此可見,陀螺儀器的應用范圍是相當普遍的,它在現代化的國家防護建設和國民經濟建設中均占重要的地位。此處我們重點介紹在電子領域中現在比較流行的MEMS陀螺儀。普遍使用的MEMS陀螺(微機械)可應用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫(yī)學、環(huán)境監(jiān)控等領域。江西陀螺儀廠商陀螺儀的作用是提供準確的方向和位置信息,用于導航、航空航天、慣性導航等領域。
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軸。假設基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉時,內環(huán)起到了隔離運動的作用,陀螺轉軸并不會隨汽車轉動而轉動。但當汽車繞x軸轉動時,內環(huán)上會產生一對力F,形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉動自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內環(huán)y軸進動。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量矩定理,這里不再詳細展開。
人們利用陀螺的力學性質所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀(gyroscope),它在航海、航天、特種等各個領域有著普遍的應用。比如:回轉羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉、陀螺的章動等。陀螺儀的種類很多,按用途來分,它可以分為傳感陀螺儀和指示陀螺儀。傳感陀螺儀用于飛行體運動的自動控制系統(tǒng)中,作為水平、垂直、俯仰、航向和角速度傳感器。指示陀螺儀主要用于飛行狀態(tài)的指示,作為駕駛和領航儀表使用。陀螺儀還可分為壓電陀螺儀,微機械陀螺儀,光纖陀螺儀和激光陀螺儀,它們都是電子式的,并且它們可以和加速度計,磁阻芯片,GPS,做成慣性導航控制系統(tǒng)。陀螺儀可以用于火箭和導彈的制導系統(tǒng),提供準確的導航和定位功能。
整合MEMS加速計和陀螺儀地磁的模塊正在進入廉價的電子玩具市場,傳感器模塊提供的動作感應功能可實現互動的游戲體驗,還能讓更小的兒童上網分享快樂:孩子們很快就能夠創(chuàng)造自己的虛擬娃娃和人物,用自然的動作玩這些玩具,不再使用按鈕或鍵盤一類的東西,甚至可以在網上與全球的小朋友一起分享游戲。就像幾年前加速計的成功故事一樣,意法半導體較近掀起了MEMS陀螺儀消費浪潮,為市場提供一系列可靠的低廉的微型陀螺儀,增強多種消費電子產品運動跟蹤功能,實現現場感更強的用戶體驗。憑借在MEMS技術、ASIC設計和更智能的封裝技術上不斷取得的進步,結合較先進的生產線和戰(zhàn)略合作伙伴關系,意法半導體進一步加強了其MEMS傳感器在消費電子和手機市場的領導地位。未來,隨著人工智能和自動駕駛技術的發(fā)展,陀螺儀將繼續(xù)發(fā)揮關鍵作用,支持智能交通和自動化系統(tǒng)的實現。河北航姿儀安裝
陀螺儀可以抵抗外界干擾和振動,提供穩(wěn)定可靠的測量結果。海南航姿儀市場價格
陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角速度檢測裝置。利用其他原理制成的角速度檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。繞一個支點高速轉動的剛體稱為陀螺(top)。通常所說的陀螺是特指對稱陀螺,它是一個質量均勻分布的、具有軸對稱形狀的剛體,其幾何對稱軸就是它的自轉軸。在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下,陀螺會在不停自轉的同時,環(huán)繞著另一個固定的轉軸不停地旋轉,這就是陀螺的旋進(precession),又稱為回轉效應(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現象,許多人小時候都玩過的陀螺就是一例。海南航姿儀市場價格