陀螺儀,簡稱陀螺,是用來測量、控制物體相對慣性空間角運動的慣性器件。陀螺儀傳感器技術(shù)自問世以來,發(fā)展至今已有160余年歷史,在導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制等領(lǐng)域得到了普遍應(yīng)用。隨著科學(xué)理論的進步和工藝水平的不斷提高,基于不同原理的陀螺儀相繼出現(xiàn),各國對陀螺儀精度、穩(wěn)定性、可靠性、成本、體積等性能指標(biāo)的不懈追求,極大地促進了陀螺儀技術(shù)的發(fā)展。陀螺儀按照工作原理可劃分為:基于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量陀螺效應(yīng)的轉(zhuǎn)子陀螺儀;基于薩奈克效應(yīng)的光學(xué)陀螺儀;基于哥氏效應(yīng)的振動陀螺儀;基于現(xiàn)代量子力學(xué)技術(shù)的原子陀螺儀。陀螺儀的作用主要在于測量和記錄物體的角速度和方向變化,是導(dǎo)航和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中不可或缺的部分。陜西航姿儀廠家直銷
其穩(wěn)定性隨以下的物理量而改變:1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量愈大,穩(wěn)定性愈好;2、轉(zhuǎn)子角速度愈大,穩(wěn)定性愈好。所謂的“轉(zhuǎn)動慣量”,是描述剛體在轉(zhuǎn)動中的慣性大小的物理量。當(dāng)以相同的力矩分別作用于兩個繞定軸轉(zhuǎn)動的不同剛體時,它們所獲得的角速度一般是不一樣的,轉(zhuǎn)動慣量大的剛體所獲得的角速度小,也就是保持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的慣性大;反之,轉(zhuǎn)動慣量小的剛體所獲得的角速度大,也就是保持原有轉(zhuǎn)動狀態(tài)的慣性小。進動性,當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時,若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺儀將繞內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)動;若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺儀將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動。其轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量愈大,進動角速度愈小;3、轉(zhuǎn)子的角速度愈大,進動角速度愈小。自動化采煤慣導(dǎo)規(guī)格陀螺儀的主要作用是測量和維持物體的角速度和姿態(tài),為導(dǎo)航、制導(dǎo)等領(lǐng)域提供支持。
陀螺儀的特性。接下來,我們用圖來說說陀螺儀的特性?!巴勇輧x”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(zhuǎn)過程中具有動量矩H,在不受外力矩作用時,自轉(zhuǎn)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(zhuǎn),內(nèi)框能夠繞內(nèi)框軸旋轉(zhuǎn),中間是旋轉(zhuǎn)的陀螺和自轉(zhuǎn)軸。進動性是指的這樣的現(xiàn)象:陀螺儀,在陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動的情況下,如果按如圖所示用力作用于內(nèi)框架,會使得外框架按如圖所示方向轉(zhuǎn)動,從而導(dǎo)致動量矩H(即自轉(zhuǎn)軸的方向)相應(yīng)轉(zhuǎn)動?;蛘吡硗庖环N情況:陀螺儀,用力推動外框,使得內(nèi)框架繞內(nèi)框軸轉(zhuǎn)動。類似于牛頓第三定律,當(dāng)推動外框架或者內(nèi)框架改變動量矩H的方向時,陀螺儀會產(chǎn)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。
傳感器,陀螺儀傳感器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統(tǒng)。在假象的平面上揮動鼠標(biāo),屏幕上的光標(biāo)就會跟著移動,并可以繞著鏈接畫圈和點擊按鍵。當(dāng)你正在演講或離開桌子時,這些操作都能夠很方便地實現(xiàn)。 陀螺儀傳感器原本是運用到直升機模型上的,目前已經(jīng)被普遍運用于手機這類移動便攜設(shè)備上(IPHONE的三軸陀螺儀技術(shù))。MEMS陀螺儀,基于MEMS的陀螺儀價格相比光纖或者激光陀螺便宜很多,但使用精度非常低,需要使用參考傳感器進行補償,以提高使用精度。ADI公司是低成本的MEMS陀螺儀的主要制造商,VMSENS提供的AHRS系統(tǒng)正是通過這種方式,對低成本的MEMS陀螺儀進行輔助補償實現(xiàn)的?;贛EMS 技術(shù)的陀螺因其成本低,能批量生產(chǎn),已經(jīng)能夠普遍應(yīng)用于汽車牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)用設(shè)備、特種設(shè)備等低成本需求應(yīng)用中。陀螺儀可以用于船舶和航空器的姿態(tài)穩(wěn)定控制,提高航行的安全性和穩(wěn)定性。
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(dǎo)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。汽車行業(yè)中,陀螺儀可用于車輛穩(wěn)定性控制、導(dǎo)航系統(tǒng)等,提高駕駛安全性。自動化采煤慣導(dǎo)規(guī)格
陀螺儀的發(fā)展和應(yīng)用將進一步推動導(dǎo)航、航空航天、智能設(shè)備等領(lǐng)域的發(fā)展和創(chuàng)新。陜西航姿儀廠家直銷
光纖陀螺儀,從20世紀(jì)60年代開始,美國海軍研究辦公室希望發(fā)展一種比氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的成本更低、制造流程更簡單、精度更高的光纖角速度傳感器,也就是俗稱的光纖陀螺。目前,較為常見的光纖陀螺儀是相敏光纖陀螺儀,通過測量在一個光纖線圈中的兩束反向傳播光束的相移以敏感載體轉(zhuǎn)動,從而計算出其角速率。因此,光纖陀螺儀的精度主要取決于其采用的光纖種類和光電檢測系統(tǒng),偏值一般處于0.001度/時-0.0002度/時之間?,F(xiàn)在,光纖陀螺儀已經(jīng)被普遍應(yīng)用于魚雷、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、潛艇和航天器等。陜西航姿儀廠家直銷