陀螺儀有什么用，檢測和測量角速度以及方向？陀螺儀的主要作用是檢測和測量角速度以及方向，它在多個(gè)領(lǐng)域和設(shè)備中發(fā)揮著重要作用。陀螺儀是一種基于角動(dòng)量守恒理論的裝置，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來感測和維持方向。它的基本工作原理是利用轉(zhuǎn)子的角動(dòng)量來抗拒方向改變的趨向，從而實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動(dòng)和方向的測量。陀螺儀不只在航空、航海等傳統(tǒng)領(lǐng)域中用于導(dǎo)航和姿態(tài)控制，而且在現(xiàn)代科技產(chǎn)品如智能手機(jī)、游戲手柄、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中也扮演著重要角色。陀螺儀可以用于地下勘探和地質(zhì)勘測，提供準(zhǔn)確的位置和方向信息。四川慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造

導(dǎo)航系統(tǒng)是利用三角、幾何的法則來計(jì)算汽車位置的，所以汽車至少要同時(shí)在三個(gè)同步衛(wèi)星的視線之下，才能確定位置。在導(dǎo)航系統(tǒng)直接視線范圍內(nèi)的同步衛(wèi)星越多，定位就越準(zhǔn)確。當(dāng)然，大多數(shù)的同步衛(wèi)星都是在人口密集的大都市的上空，所以當(dāng)你遠(yuǎn)離城區(qū)時(shí)，導(dǎo)航系統(tǒng)的效果就不會(huì)太好了甚至根本就不能工作。這就是所謂的“導(dǎo)航盲區(qū)”。針對這個(gè)問題，有導(dǎo)航廠商尋找到了解決之道，而實(shí)現(xiàn)精確導(dǎo)航的奧妙在于一個(gè)小東西——陀螺儀。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(fēng)浪中的搖擺，能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器，陀螺儀器能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。如果沒有它，就沒有飛機(jī)，沒有火箭，沒有現(xiàn)代生活，這恐怕是他的發(fā)明者都沒有想到的。小小的陀螺儀，讓我們的世界變得更美好。福建航姿儀制造商陀螺儀在科研領(lǐng)域也用于地質(zhì)勘探、結(jié)構(gòu)物監(jiān)測和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，擴(kuò)展了其應(yīng)用邊界和功能。

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例，探討較簡單的工作原理（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)專門使用電路可以檢測的電參數(shù)。

陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)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(gè)支點(diǎn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)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(gè)質(zhì)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(zhuǎn)軸。在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下，陀螺會(huì)在不停自轉(zhuǎn)的同時(shí)，環(huán)繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn)，這就是陀螺的旋進(jìn)(precession)，又稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopic effect)。陀螺旋進(jìn)是日常生活中常見的現(xiàn)象，許多人小時(shí)候都玩過的陀螺就是一例。陀螺儀的應(yīng)用范圍普遍，包括航空航天、導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航儀、無人機(jī)、汽車穩(wěn)定控制等領(lǐng)域。

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。分類上，陀螺儀可以分為機(jī)械陀螺儀和光學(xué)陀螺儀兩種。福建航姿儀制造商

陀螺儀可以用于地震監(jiān)測和結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測，提供準(zhǔn)確的振動(dòng)和位移測量。四川慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造

明白了科里奧利力，就可以來說說微機(jī)電陀螺儀了。微機(jī)電陀螺儀內(nèi)的主體就是一個(gè)質(zhì)量塊，這個(gè)質(zhì)量塊會(huì)在交替變化的電壓作用下做來回振蕩運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上就是一種直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)陀螺儀開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受科里奧利力的影響，這個(gè)水平振蕩的陀螺儀就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，也就是說此時(shí)它不只有水平運(yùn)動(dòng)，還有垂直運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)方式的改變會(huì)使電容值發(fā)生微小的變化，而通過感知這種微小的變化就可以了解物體姿態(tài)的變化。當(dāng)然，單個(gè)微機(jī)電陀螺儀只能感知一個(gè)方向上的姿態(tài)變化，但在手機(jī)中裝上兩三個(gè)，就能夠全方面準(zhǔn)確識別手機(jī)的姿態(tài)，畢竟這個(gè)東西很小，也不占什么地方。四川慣性導(dǎo)航系統(tǒng)制造