在系統方面,陀螺儀的信號調節電路可簡化為電機驅動部分和加速傳感器感應電路兩部分(圖2): - 電機驅動部分通過靜電激勵方法,使驅動電路前后振蕩,為機械元件提供勵磁;感應部分通過測量電容變化來測量科里奧利力在感應質點上產生的位移,這是一個穩健、可靠的技術,被成功地用于ST的MEMS產品線,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字信號。 在控制電路內部有先進的電源關斷功能,當不需要傳感器功能時,可關閉整個傳感器,或讓其進入深度睡眠模式,以大幅降低陀螺儀的總功耗,當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。陀螺儀的工作原理是基于角動量守恒定律,即物體在沒有外力作用下,角動量保持不變。甘肅陀螺儀工作原理
其穩定性隨以下的物理量而改變:1、轉子的轉動慣量愈大,穩定性愈好;2、轉子角速度愈大,穩定性愈好。所謂的“轉動慣量”,是描述剛體在轉動中的慣性大小的物理量。當以相同的力矩分別作用于兩個繞定軸轉動的不同剛體時,它們所獲得的角速度一般是不一樣的,轉動慣量大的剛體所獲得的角速度小,也就是保持原有轉動狀態的慣性大;反之,轉動慣量小的剛體所獲得的角速度大,也就是保持原有轉動狀態的慣性小。進動性,當轉子高速旋轉時,若外力矩作用于外環軸,陀螺儀將繞內環軸轉動;若外力矩作用于內環軸,陀螺儀將繞外環軸轉動。其轉動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性,叫做陀螺儀的進動性。進動性的大小有三個影響的因素:1、外界作用力愈大,其進動角速度也愈大;2、轉子的轉動慣量愈大,進動角速度愈小;3、轉子的角速度愈大,進動角速度愈小。海南陀螺儀使用方法陀螺儀通過實時監測角速度和方向變化,為航空航天等領域提供了關鍵的導航和控制支持。
與ST的MEMS加速計類似,MEMS陀螺儀也沿用一個系統級封裝(SIP)方法,機械感應元器件與其調節ASIC電路放在同一個封裝內。智能設計方法結合先進的封裝解決方案使得該系列產品的封裝尺寸大幅縮減,多軸陀螺儀的系統封裝面積只為3x5 mm2 ,較大厚度只為1mm 。意法半導體為客戶提供多軸感應、30dps到6000dps量程的各種陀螺儀傳感器,讓系統設計工程師能夠解決不同的應用需求,從圖像穩定器到游戲,從指向裝置到機器人控制。除上述傳統應用外,整合加速計和陀螺儀可以實現導航解決方案的慣性測量單元。
我們以一個單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡單的工作原理(圖1)。兩個正在運動的質點向相反方向做連續運動,如藍色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率,就會產生一個與質點運動方向垂直的科里奧利力,如圖中黃色箭頭所示。產生的科里奧利力使感應質點發生位移,位移大小與所施加的角速率大小成正比。因為傳感器感應部分的運動電極(轉子)位于固定電極(定子)的側邊,上面的位移將會在定子和轉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化成一個專門使用電路可以檢測的電參數。汽車 ESP 系統中的陀螺儀,實時監測車身姿態防側翻。
對戰斗機飛行員來說,陀螺儀的鎖定功能將會較大程度上的增加飛行樂趣。比如在戰機較低空倒飛通場情況下,飛機性能較好或者調整得當時,通常在正飛狀態下,即使不動升降舵飛機也能保持正飛。但是飛機倒飛時通常要稍微推升降舵才能保持倒飛,如果不是技術極其高超,手指很難保持推舵的舵量不變使飛機在倒飛狀態下保持飛機一直在同一直線倒飛。這就是為什么大多數人敢做較低空正飛通常而不敢做較低空倒飛通場,或者正飛通場敢做的很低而倒飛通常不敢做的很低,因為正飛的時候手指可以不動升降舵飛機都能保持直線飛行,而倒飛的時候手指要一直推著舵面,飛機速度快且高度低,手指稍微移動就可能觸地炸雞。這是使用陀螺儀的鎖定狀態,就變得非常容易了。高精度陀螺儀采用液浮或氣浮技術減少軸承摩擦。江西慣性導航系統廠家直銷
陀螺儀利用陀螺效應,即旋轉物體的角動量會保持不變,來測量物體的旋轉。甘肅陀螺儀工作原理
技術優勢的多維度突破:結構緊湊與能效優化:全數字保偏閉環設計使ARHS系列陀螺儀的體積縮減至傳統產品的1/5(尺寸≤150×150×50mm),重量降低至1.2kg。其功耗只8W,較機械陀螺儀節能60%,特別適合無人機、微型機器人等對載荷敏感的移動平臺。智能化與兼容性:內置的強耦合組合導航算法支持GPS/INS緊組合模式,可在衛星信號中斷時(如隧道、城市峽谷)提供連續導航。數字信號處理模塊兼容RS-422/485、CAN總線及以太網協議,便于集成至船舶導航系統、自動駕駛平臺等復雜控制系統。甘肅陀螺儀工作原理