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、生物醫學、環境監控等領域。并且MEMS陀螺相比傳統的陀螺有明顯的優勢:1.體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合,例如彈載測量等。2.低成本。3.高可靠性。內部無轉動部件,全固態裝置,抗大過載沖擊,工作壽命長。4.低功耗。5.大量程。適于高轉速大g值的場合。6.易于數字化、智能化。可數字輸出,溫度補償,零位校正等。從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時,可以把它看成是一個剛體,剛體上有一個萬向支點,而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉動,所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉動運動。現代陀螺儀采用微電子技術,實現小型化、集成化和智能化,提高系統性能。海南慣性導航系統制造商
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。陜西防爆型慣導光纖陀螺儀利用光纖環路的Sagnac效應,通過檢測相位差來獲得角速度信息。
現在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS(微機電)陀螺儀,手機中陀螺儀的運用首先用在游戲的控制上,相比傳統重力感應器只能感應左右兩個維度的(多軸的重力感應是可以檢測到物體豎直方向的轉動,但角度難判斷)變化,陀螺儀通過對偏轉、傾斜等動作角速度的測量,可以實現用手控制游戲主角的視野和方向。可以幫助手機攝像頭防抖。在我們按下快門時,陀螺儀測量出手機翻轉的角度,將手抖產生的偏差反饋給圖像處理器,用計算出的結果控制補償鏡片組,對鏡頭的抖動方向以及位移作出補償,實現更清晰的拍照效果。
陀螺儀到底有什么用呢?可以和手機上的攝像頭配合使用,比如防抖,這會讓手機的拍照攝像能力得到很大的提升。各類游戲的傳感器,比如飛行游戲,體育類游戲,甚至包括一些頭一視角類射擊游戲,陀螺儀完整監測游戲者手的位移,從而實現各種游戲操作效果。有關這點,想必用過任天堂WII的兄弟會有很深的感受。可以用作輸入設備,陀螺儀相當于一個立體的鼠標,這個功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似,甚至可以認為是一種類型。也是未來較有前景和應用范圍的用途。陀螺儀可以用于火箭和導彈的制導系統,提供準確的導航和定位功能。
不過,從此以后,以陀螺儀為主要的慣性制導系統就被普遍應用于航空航天,這里的導彈里面依然有這套東西,而隨著需求的刺激,陀螺儀也在不斷進化。傳統的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀,機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高,結構復雜,它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來,現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。1976年等提出了現代光纖陀螺儀的基本設想,到八十年代以后,現代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發展,與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發展。機械式陀螺儀利用旋轉物體的穩定性原理,通過檢測陀螺儀殼體的轉動角速度來確定方向。高精度慣導價格
陀螺儀在航空航天領域的應用范圍普遍,如飛行器姿態控制、慣性導航系統等。海南慣性導航系統制造商
陀螺儀的特性。接下來,我們用圖來說說陀螺儀的特性。“陀螺儀”是敏感角位移的裝置,重要特性有定軸性和進動性。定軸性。定軸性很好理解,陀螺儀在高速旋轉過程中具有動量矩H,在不受外力矩作用時,自轉軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。進動性。進動性是二自由度陀螺儀里面的概念。二自由度陀螺儀模型如下:陀螺儀。外框能夠繞外框軸旋轉,內框能夠繞內框軸旋轉,中間是旋轉的陀螺和自轉軸。進動性是指的這樣的現象:陀螺儀,在陀螺轉子高速轉動的情況下,如果按如圖所示用力作用于內框架,會使得外框架按如圖所示方向轉動,從而導致動量矩H(即自轉軸的方向)相應轉動。或者另外一種情況:陀螺儀,用力推動外框,使得內框架繞內框軸轉動。類似于牛頓第三定律,當推動外框架或者內框架改變動量矩H的方向時,陀螺儀會產生反作用力矩,其大小與外力矩相等,方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。海南慣性導航系統制造商