作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛(wèi)星上的照相機相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準確的方位基準。陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當普遍的,它在現(xiàn)代化的國家防護建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)中均占重要的地位?;旧贤勇輧x是一種機械裝置,其主要部分是一個繞旋轉(zhuǎn)軸以極高角速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子裝在一支架內(nèi);在通過轉(zhuǎn)子中心軸XX1上加一內(nèi)環(huán)架,那么陀螺儀就可環(huán)繞平面兩軸作自由運動;然后,在內(nèi)環(huán)架外加上一外環(huán)架,則這個陀螺儀有兩個平衡環(huán),可以環(huán)繞平面 [2]三軸作自由運動,成為一個完整的太空陀螺儀(space gyro)。虛擬現(xiàn)實(VR)設(shè)備中,陀螺儀用于捕捉用戶頭部運動,提供沉浸式體驗。山西慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家
轉(zhuǎn)子陀螺儀,液浮陀螺儀經(jīng)過幾十年的發(fā)展,技術(shù)上已相對成熟,目前主要作為敏感傳感器應(yīng)用到武器系統(tǒng)上,以實現(xiàn)隨動跟蹤與制導(dǎo),但在降低溫控裝置功耗和噪聲等方面,仍有提升空間。動力調(diào)諧陀螺儀,在20世紀70年代到20世紀90年代被普遍應(yīng)用,但隨著光學(xué)陀螺儀技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,其各方面性能指標均不占優(yōu)勢,在各領(lǐng)域逐漸被光學(xué)陀螺儀所取代,目前國內(nèi)外已基本停止了對動力調(diào)諧陀螺儀的研究。靜電陀螺儀仍是目前實際應(yīng)用中,精度較高的陀螺儀,但由于其工藝復(fù)雜、成本昂貴、抗干擾能力差等缺陷,如今只在高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中繼續(xù)應(yīng)用,受關(guān)注度較低,各國正努力尋求其替代品,未來進一步發(fā)展的空間相對受限。山西慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家與其他傳感器(如加速度計)相結(jié)合,陀螺儀能實現(xiàn)更為精確的姿態(tài)解算。
速率陀螺儀,用以直接測定運載器角速率的二自由度陀螺裝置。把均衡陀螺儀的外環(huán)固定在運載器上并令內(nèi)環(huán)軸垂直于要測量角速率的軸。當運載器連同外環(huán)以角速度繞測量軸旋進時,陀螺力矩將迫使內(nèi)環(huán)連同轉(zhuǎn)子一起相對運載器旋進。陀螺儀中有彈簧限制這個相對旋進,而內(nèi)環(huán)的旋進角正比于彈簧的變形量。由平衡時的內(nèi)環(huán)旋進角即可求得陀螺力矩和運載器的角速率。積分陀螺儀與速率陀螺儀的不同處只在于用線性阻尼器代替彈簧約束。當運載器作任意變速轉(zhuǎn)動時,積分陀螺儀的輸出量是繞測量軸的轉(zhuǎn)角(即角速度的積分)。以上兩種陀螺儀在遠距離測量系統(tǒng)或自動控制、慣性導(dǎo)航平臺中使用較多。
整合MEMS加速計和陀螺儀地磁的模塊正在進入廉價的電子玩具市場,傳感器模塊提供的動作感應(yīng)功能可實現(xiàn)互動的游戲體驗,還能讓更小的兒童上網(wǎng)分享快樂:孩子們很快就能夠創(chuàng)造自己的虛擬娃娃和人物,用自然的動作玩這些玩具,不再使用按鈕或鍵盤一類的東西,甚至可以在網(wǎng)上與全球的小朋友一起分享游戲。就像幾年前加速計的成功故事一樣,意法半導(dǎo)體較近掀起了MEMS陀螺儀消費浪潮,為市場提供一系列可靠的低廉的微型陀螺儀,增強多種消費電子產(chǎn)品運動跟蹤功能,實現(xiàn)現(xiàn)場感更強的用戶體驗。憑借在MEMS技術(shù)、ASIC設(shè)計和更智能的封裝技術(shù)上不斷取得的進步,結(jié)合較先進的生產(chǎn)線和戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,意法半導(dǎo)體進一步加強了其MEMS傳感器在消費電子和手機市場的領(lǐng)導(dǎo)地位。不同類型的陀螺儀具有不同的測量精度和適用范圍,可根據(jù)需求選擇合適的型號進行應(yīng)用。
1950s,美國查爾斯·史塔克·德雷伯實驗室,采用液浮支撐技術(shù),研制出液浮陀螺儀,使陀螺儀的精度達到了慣性級要求。1960s,美國羅伯特·克雷格,研制出動力調(diào)諧陀螺儀,在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈和特種飛機等平臺成功應(yīng)用1963,美國研制出激光陀螺儀,隨后將其應(yīng)用到飛機與戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈1964,美國研制出靜電陀螺儀,并于1979年將其應(yīng)用于“三叉戟”彈道導(dǎo)彈核潛艇,使得潛艇導(dǎo)航能力實現(xiàn)質(zhì)的飛躍1990s,以微機電陀螺儀(MEMS)、半球諧振陀螺儀(RG)為表示的振動陀螺儀,以及以核磁共振陀螺儀(NMRG)、原子干涉陀螺儀(AIG)為表示的原子陀螺儀快速發(fā)展。激光式陀螺儀采用激光束在Sagnac效應(yīng)中的干涉現(xiàn)象,實現(xiàn)高精度角速度測量。綜采工作面慣性導(dǎo)航系統(tǒng)安裝
光纖陀螺儀具有抗電磁干擾、體積小、重量輕等特點,適用于復(fù)雜環(huán)境下的精確測量。山西慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家
集成光學(xué)陀螺儀,隨著集成光路的發(fā)展,可在單塊芯片上實現(xiàn)非常復(fù)雜的功能,可以將幾毫米直徑的集成環(huán)形腔激光器、光電檢測電路都集成在同一芯片上,作為集成光學(xué)陀螺儀的敏感元件,這樣可以較大程度上減小現(xiàn)有光學(xué)陀螺儀的質(zhì)量和尺寸,降低成本和功耗,更好地控制熱效應(yīng),增加可靠性,因此利用集成光學(xué)技術(shù)制造的光學(xué)陀螺儀具有良好的發(fā)展前景。目前,圍繞著集成環(huán)形腔激光器已經(jīng)展開了普遍的研究,但是關(guān)鍵技術(shù)還有待突破。此外,包括核磁諧振和超流體等的頂端技術(shù)也已經(jīng)得到了驗證,未來也將在新型陀螺儀上得到應(yīng)用。將一個陀螺放置在桌面上,它會向一個方向傾倒,但如果將其旋轉(zhuǎn)起來,它便能夠穩(wěn)穩(wěn)地立在桌子上,只要旋轉(zhuǎn)不止,它就不會傾倒。山西慣性導(dǎo)航系統(tǒng)生產(chǎn)廠家