單自由度陀螺儀給陀螺增加了一個自由度，共有兩個自由度。單自由度陀螺儀模型如圖3所示，x、y、z分別為陀螺儀的三個周，x方向沒有自由度。轉(zhuǎn)子飛速轉(zhuǎn)動的動量H沿z軸方向。當(dāng)基座繞z軸轉(zhuǎn)動或y軸轉(zhuǎn)動時，由于內(nèi)框架具有隔離運動作用，轉(zhuǎn)子不會隨著基座的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。當(dāng)基座繞x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)框架軸有一對力F作用在內(nèi)框架軸的兩端，形成力矩M_x，方向沿x軸方向。由于陀螺儀沒有該方向的轉(zhuǎn)動自由度，力矩M_x使陀螺儀繞內(nèi)框架進(jìn)動，沿y軸方向?？傊?，單自由度陀螺儀可敏感缺少自由度方向的角速度。陀螺儀可以用于火箭和導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng)，提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航和定位功能。上海航姿儀價格

陀螺儀在照相/攝相領(lǐng)域的應(yīng)用，當(dāng)我們拍視頻或拍照時，有沒有相過，通過一種裝置，保證你的“相機”固定在同一位置，無論你的手怎么歪斜，身體怎么抖，他都能保持手機的相對穩(wěn)定。穩(wěn)拍器的整體大致框架如下圖所示，其中橘黃色部分就是加速度和陀螺儀傳感器工作部分。它將“攝像設(shè)備”的姿態(tài)反饋給中心MCU處理單元，中間MCU單元根據(jù)檢測到的“攝像設(shè)備”的姿態(tài)和運動情況，去控制電機做相應(yīng)的動作，電機動作使“攝像設(shè)備”保持穩(wěn)雷打不動的狀態(tài)，這樣拍出來的照片才更清楚，錄制的錄像才更穩(wěn)定。上海航姿儀價格陀螺儀可以用于智能手機和游戲設(shè)備的姿態(tài)感應(yīng)和運動控制，提供更好的用戶體驗。

陀螺儀的分類：按照原理，可以分為機電式陀螺儀（以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)）、光電類陀螺儀（以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)），機電式陀螺儀（以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)）：轉(zhuǎn)子式陀螺儀：滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等；新型振動陀螺儀：音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機電陀螺（MEMS）等；光電類陀螺儀（以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測量運載體旋轉(zhuǎn)運動為基礎(chǔ)）；激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等；機電式：高速旋轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)子，高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡，容易受到加速度的影響；啟動時間較長，且需要一定的預(yù)熱時間；MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號。

在系統(tǒng)方面，陀螺儀的信號調(diào)節(jié)電路可簡化為電機驅(qū)動部分和加速傳感器感應(yīng)電路兩部分(圖2): - 電機驅(qū)動部分通過靜電激勵方法，使驅(qū)動電路前后振蕩，為機械元件提供勵磁；感應(yīng)部分通過測量電容變化來測量科里奧利力在感應(yīng)質(zhì)點上產(chǎn)生的位移，這是一個穩(wěn)健、可靠的技術(shù)，被成功地用于ST的MEMS產(chǎn)品線，能夠提供強度與施加在傳感器上的角速率成正比的模擬或數(shù)字信號。 在控制電路內(nèi)部有先進(jìn)的電源關(guān)斷功能，當(dāng)不需要傳感器功能時，可關(guān)閉整個傳感器，或讓其進(jìn)入深度睡眠模式，以大幅降低陀螺儀的總功耗，當(dāng)需要檢測傳感器上施加的角速率時，在接到用戶的命令后，傳感器可從睡眠模式中立即喚醒。陀螺儀可以用于運動追蹤和姿態(tài)識別，如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實等領(lǐng)域。

陀螺儀的發(fā)展歷程：機械式 → 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），并利用陀螺儀驗證了地球的自轉(zhuǎn)運動。1908年，德國科學(xué)家，赫爾曼·安許茨·肯普費，設(shè)計一種單轉(zhuǎn)子擺式陀螺，該系統(tǒng)可以憑借重力力矩自動尋找方向，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，使用加速度計計算加速度，計算得出飛彈飛行的距離與路線，同時控制飛行姿態(tài)，以爭取讓飛彈落到想去的地方隨著MEMS技術(shù)的成熟，微型陀螺儀逐漸成為市場主流，應(yīng)用于各種消費電子產(chǎn)品。浙江高精度陀螺儀

現(xiàn)代陀螺儀采用微電子技術(shù)，實現(xiàn)小型化、集成化和智能化，提高系統(tǒng)性能。上海航姿儀價格

一個接近真實MEMS陀螺儀的結(jié)構(gòu)如下圖所示。外側(cè)的藍(lán)色與黃色部分別為驅(qū)動電極，它們通過施加交變電壓來驅(qū)動內(nèi)部的紅色質(zhì)量塊及紅色測量電極沿著特定方向做往返運動。紅色質(zhì)量塊通過具有彈簧性質(zhì)的綠色長條結(jié)構(gòu)與基底相連，而紅色的短柵與內(nèi)側(cè)藍(lán)色的短柵則構(gòu)成了電容的極板。當(dāng)基底發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，質(zhì)量塊在科里奧利力的作用下會產(chǎn)生垂直方向的運動。這種運動的幅值與施加的角速度成正比。通過測量質(zhì)量塊上的紅色電極與固定在底座上的藍(lán)色電極之間的電容變化，我們就可以得到角速度的大小。上海航姿儀價格