實時航姿儀工作原理

什么是陀螺儀？陀螺儀俗稱角速度傳感器，除了打游戲以外，還有拍攝穩(wěn)定等一系列用處，在射擊手游火之前，陀螺儀主要體現(xiàn)在賽車競速型游戲。較右側(cè)可以看到有三個自由設(shè)置指標，一個是X軸靈敏度，另一個是Y軸的靈敏度，X軸表示設(shè)備左右橫向移動以及相對應(yīng)的游戲視角移動，Y軸表示設(shè)備上下移動以及相對應(yīng)的游戲視角移動，而至于陀螺儀開鏡靈敏度則指的是狙和一些少數(shù)武器帶瞄準鏡的開鏡時的設(shè)備的移動，所對應(yīng)的游戲瞄準鏡的移動，這就是陀螺儀的基本使用，至于設(shè)置里的數(shù)值大小，是體現(xiàn)設(shè)備在一定空間范圍內(nèi)所移動的距離成比例地在游戲里視角的移動距離，數(shù)值越大，移動設(shè)備時視角的移動距離越大，越小則同理，講的有點麻煩，不知大家能看懂不。陀螺儀利用陀螺效應(yīng)，即旋轉(zhuǎn)物體的角動量會保持不變，來測量物體的旋轉(zhuǎn)。實時航姿儀工作原理

光纖陀螺儀的原理是利用光程的變化檢測出兩條光路的相位差，就可以測出光路旋轉(zhuǎn)角速度，主要用于航空，航海，航天和國家防護工業(yè)和農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。微機電陀螺儀MEMS一般會用在手機等電子產(chǎn)品上，通常有兩個方向的可移動電容板，徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體做徑向運動，橫向的電容板測量由于橫向運動帶來的電容變化，所以由電容的變化可以計算出角速度。所以，陀螺儀不光是用在手機里那么簡單，大到航海，航空和航天，導彈、衛(wèi)星運載器，國家防護等領(lǐng)域，并且地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探都離不開它。在生活中汽車導行，手機，環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域都需要陀螺儀的參與。深圳陀螺儀生產(chǎn)廠家陀螺儀在風力發(fā)電機中監(jiān)測葉片偏轉(zhuǎn)和振動幅度。

現(xiàn)在輪到MEMS陀螺儀大顯神威了，消費電子集成MEMS陀螺儀的浪潮剛剛掀起。陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運動的角速度，而MEMS加速計則能測量線性加速度，因此這兩者是一對理想的互補技術(shù)。 事實上，如果組合使用加速計和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運動，為較終用戶提供現(xiàn)場感更強的用戶使用體驗、精確的導航系統(tǒng)以及其它功能。而ST選用了音叉方法設(shè)計陀螺儀，其差分特性使系統(tǒng)本身對作用在傳感器上的無用線性加速度和雜亂振動的敏感度低于市場上現(xiàn)有的其它類型陀螺儀。當這些無用的信號被施加到陀螺儀，兩個質(zhì)點就會沿相同方向位移，在一個差分測量后，較終的電容變化將視為無效。

但通常多按陀螺儀中所采用的支承方式分類：滾珠軸承自由陀螺儀，它是經(jīng)典的陀螺儀。利用滾珠軸承支承是應(yīng)用較早、較普遍的支承方式。滾珠軸承靠直接接觸，摩擦力矩大，陀螺儀的精度不高，漂移率為每小時幾度，但工作可靠，迄今還用在精度要求不高的場合。一個自由轉(zhuǎn)子陀螺儀(雙自由度陀螺儀)靠內(nèi)環(huán)軸和外環(huán)軸角度傳感元件可以測量兩個姿態(tài)角。液浮陀螺儀，又稱浮子陀螺。內(nèi)框架(內(nèi)環(huán))和轉(zhuǎn)子形成密封球形或圓柱形的浮子組件。轉(zhuǎn)子在浮子組件內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，在浮子組件與殼體間充以浮液，用以產(chǎn)生所需要的浮力和阻尼。浮力與浮子組件的重量相等者，稱為全浮陀螺；浮力小于浮子組件重量者稱為半浮陀螺。機械陀螺儀靠高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子維持姿態(tài)，是早期導航主要部件。

現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的：當光束在一個環(huán)形的通道中前進時，如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉(zhuǎn)動時，在不同的前進方向上，光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。機械式陀螺儀利用旋轉(zhuǎn)物體的穩(wěn)定性原理，通過檢測陀螺儀殼體的轉(zhuǎn)動角速度來確定方向。實時航姿儀工作原理

機器人依靠陀螺儀感知姿態(tài)，完成精確動作控制。實時航姿儀工作原理

由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領(lǐng)域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關(guān)鍵部件。同時，激光陀螺儀也有突破，它通過光程差來測量旋轉(zhuǎn)角速度，優(yōu)點和光纖陀螺儀差不多，但成本高一些。而我們現(xiàn)在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS（微機電）陀螺儀，它精度并不如前面說到的光纖和激光陀螺儀，需要參考其他傳感器的數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)功能，但其體積小、功耗低、易于數(shù)字化和智能化，特別是成本低，易于批量生產(chǎn)，非常適合手機、汽車牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)療器材這些需要大規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備。實時航姿儀工作原理