2024-11-11 04:12:38
MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢(shì):1、體積小、重量輕。適合于對(duì)安裝空間和重量要求苛刻的場(chǎng)合,例如彈載測(cè)量等;2、低成本;3、高可靠性、內(nèi)部無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,全固態(tài)裝置,抗大過(guò)載沖擊,工作壽命長(zhǎng);4、低功耗;5、大量程,適于高轉(zhuǎn)速大g值的場(chǎng)合;6、易于數(shù)字化、智能化,可數(shù)字輸出,溫度補(bǔ)償,零位校正等。陀螺儀工作原理:消費(fèi)電子設(shè)備早在幾年前就開(kāi)始使用MEMS加速計(jì)。 從游戲機(jī)到手機(jī),從筆記本電腦到白色家電,運(yùn)動(dòng)控制式用戶界面和增強(qiáng)的保護(hù)系統(tǒng)給所有的消費(fèi)電子產(chǎn)品帶來(lái)很多好處。陀螺儀的作用主要在于測(cè)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。浙江車載慣導(dǎo)
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ))、光電類陀螺儀(以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)),機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)):轉(zhuǎn)子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動(dòng)陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機(jī)電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測(cè)量運(yùn)載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ));激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等;機(jī)電式:高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子,高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),且需要一定的預(yù)熱時(shí)間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)。浙江車載慣導(dǎo)陀螺儀可以用于激光測(cè)距儀的姿態(tài)校準(zhǔn)和精確測(cè)量,提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。
光纖陀螺儀,從20世紀(jì)60年**始,美國(guó)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(jiǎn)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(jiàn)的光纖陀螺儀是相敏光纖陀螺儀,通過(guò)測(cè)量在一個(gè)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(dòng),從而計(jì)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(cè)系統(tǒng),偏值一般處于0.001度/時(shí)-0.0002度/時(shí)之間。現(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。
陀螺儀讓飛行員感覺(jué)較明顯的是降落的時(shí)候,而較需要陀螺儀幫助的也是飛機(jī)的降落。因?yàn)榻德涞娘w機(jī)由于速度較慢,臨近失速點(diǎn),這時(shí)更容易受風(fēng)的影響而導(dǎo)致機(jī)翼上下晃動(dòng),這時(shí)就要不斷的用手指去調(diào)整飛機(jī)姿態(tài)使其保持水平不變而逐步下降高度,很多新手飛行員有時(shí)修正過(guò)多,飛機(jī)就會(huì)產(chǎn)生更大的晃動(dòng),很容易進(jìn)入失速而導(dǎo)致降落失敗。但是如果將陀螺儀打開(kāi)增穩(wěn)狀態(tài),由于陀螺儀的傳感器非常敏感,機(jī)翼稍微有輕微下壓,陀螺儀立即發(fā)出指令讓打副翼讓飛機(jī)回平,這個(gè)過(guò)程發(fā)生的很快,以至于你都可能看不到機(jī)翼下壓就已經(jīng)被陀螺儀修正了。所以你將會(huì)看到飛機(jī)總是非常平穩(wěn)的保持水平不變而逐步下降高度,對(duì)飛行員有很大的幫助。智能手機(jī)中的陀螺儀可實(shí)現(xiàn)屏幕自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、運(yùn)動(dòng)傳感器等功能。
陀螺儀器較早是用于航海導(dǎo)航,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應(yīng)用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表,而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。陀螺儀的作用是提供準(zhǔn)確的方向和位置信息,用于導(dǎo)航、航空航天、慣性導(dǎo)航等領(lǐng)域。浙江車載慣導(dǎo)
陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量和反饋,用于實(shí)時(shí)控制和調(diào)整物體的姿態(tài)和位置。浙江車載慣導(dǎo)
這個(gè)黑色的小方塊有著一個(gè)名字,叫做“微機(jī)電陀螺儀”。微機(jī)電陀螺儀雖然也叫陀螺儀,但無(wú)論是外在還是內(nèi)在,都與陀螺沒(méi)有什么關(guān)系,它之所以能夠測(cè)定物體的姿態(tài),是利用了科里奧利力??评飱W利力是由法國(guó)氣象學(xué)家科里奧利所提出的,簡(jiǎn)言之就是在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)里,如果有一個(gè)直線移動(dòng)的物體,那么就會(huì)受到這個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的影響,移動(dòng)路線發(fā)生偏轉(zhuǎn),變?yōu)橐粭l曲線。地球在自轉(zhuǎn),所以地球就是這樣一個(gè)旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),由于地球自西向東旋轉(zhuǎn),所以在北半球,不論從哪個(gè)方向吹來(lái)的風(fēng),都會(huì)向右偏轉(zhuǎn),而在南半球則恰好相反,風(fēng)會(huì)向左偏。浙江車載慣導(dǎo)