振動陀螺儀,MEMS陀螺儀因其體積小、成本低、易批量生產等優勢,現階段已基本占據低精度市場,隨著工藝水平、計算機技術和數據算法的不斷發展,其精度性能有望實現質的突破,進入慣性級陀螺儀應用領域。半球諧振陀螺儀較好地滿足理想慣性傳感器的性能指標,在成功應用到空間領域的基礎上,向航海領域的推廣已成為必然趨勢,例如,法國已將半球諧振陀螺儀作為新一代海洋導航定位系統的主要慣性導航設備,賽峰電子與防務公司基于HRG Crystal技術研發的布盧·瑙特(BlueNaute)系列慣性導航系統,已開始應用到工程船舶、科考船和海警船等載體上[20];另外,結合新型制作工藝,大力開發基于MEMS技術的微半球諧振陀螺儀(micro-HRG, MHRG)也是未來的熱點研究方向。激光陀螺儀則利用光的干涉效應測量角速度,具有高精度和長期穩定性,在慣性導航和高精度測量中應用普遍。實時慣性導航系統生產廠家
當陀螺儀應用到車載導航上它的作用體現在:陀螺儀在上立交橋時更靈敏準確的識別,民用GPS的精度是無法識別上沒上立交橋的,而陀螺儀卻可測出車子是否向上移動了,從而能讓導航軟件及時的修改導航路線。依靠GPS衛星的信號導航和陀螺儀的慣性導航,有效提高了導航精確度,即使在失去GPS信號后,系統仍能通過自主推算來繼續導航,為車主提供準確的行駛指示。且而陀螺儀能夠在方向和速度改變的瞬間即時測出,從而能讓導航軟件及時的修改導航路線。實時陀螺儀規格虛擬現實(VR)設備中,陀螺儀用于捕捉用戶頭部運動,提供沉浸式體驗。
1850年法國物理學家萊昂·傅科(J.Foucault)為了研究地球自轉,首先發現高速轉動中地的轉子(rotor),由于具有慣性,它的旋轉軸永遠指向一固定方向,他用希臘字 gyro(旋轉)和skopein(看)兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀表。陀螺儀是一種既古老而又很有生命力的儀器,從頭一臺真正實用的陀螺儀器問世以來已有大半個世紀,但直到現在,陀螺儀仍在吸引著人們對它進行研究,這是由于它本身具有的特性所決定的。陀螺儀較主要的基本特性是它的穩定性和進動性。
陀螺儀的前世今生,陀螺儀由1850年法國物理學家萊昂·傅科在研究地球自傳中獲得靈感而發明出來的,類似像是把一個高速旋轉的陀螺放到一個萬向支架上,靠陀螺的方向來計算角速度,和現在小巧的芯片造型大相徑庭。陀螺儀發明以后,首先被用在航海上(當年還沒有發明飛機),后來被用在航空上。因為飛機飛在空中,是無法像地面一樣靠肉眼辨認方向的,而飛行中方向都看不清楚危險性極高,所以陀螺儀迅速得到了應用,成為飛行儀表的主要。分類上,陀螺儀可以分為機械陀螺儀和光學陀螺儀兩種。
陀螺儀是一種慣性傳感器,用于測量角速度或角位移。它們普遍應用于航空航天、汽車、機器人、vr/ar和消費電子產品。陀螺儀的工作原理基于角動量守恒,產生與角速度成正比的力矩,從而測量旋轉。它們可分為機械陀螺儀、mems陀螺儀和光纖陀螺儀,精度和靈敏度因應用而異。陀螺儀還用于醫療、工業自動化和運動捕捉等領域。控制力矩陀螺儀(CMG)是一種固定輸出萬向節設備的例子,被用于在航天器上通過陀螺儀阻力來保持或維護所期望的姿態角或方向。在某些特殊情況下,可以省略外部萬向節(或其當量),這樣的轉子就只能在兩個角度自由旋轉。還有一些其他情況下,轉子的重心可能偏離擺蕩軸,因此轉子的重心和轉子的懸掛中心就可能不會重合。陀螺儀在游戲機、遙控器等消費電子產品中的應用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗。抗震陀螺儀作用
陀螺儀具有高靈敏度、高穩定性和抗干擾能力,能滿足各種極端環境下的測量需求。實時慣性導航系統生產廠家
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。實時慣性導航系統生產廠家