高精度航姿儀工作原理

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。陀螺儀傳感器技術自問世以來，發展至今已有160余年歷史，在導航、制導與控制等領域得到了普遍應用。隨著科學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，各國對陀螺儀精度、穩定性、可靠性、成本、體積等性能指標的不懈追求，極大地促進了陀螺儀技術的發展。陀螺儀按照工作原理可劃分為：基于旋轉質量陀螺效應的轉子陀螺儀；基于薩奈克效應的光學陀螺儀；基于哥氏效應的振動陀螺儀；基于現代量子力學技術的原子陀螺儀。陀螺儀可以用于地震監測和結構健康監測，提供準確的振動和位移測量。高精度航姿儀工作原理

主要工作原理：角動量守恒定律，角動量守恒定律是指系統所受合外力矩為零時系統的角動量保持不變。角動量的定義：物體矢徑和其動量的叉積：（1）矢量的計算：叉積和點積，假設a、b為兩個矢量，之間的夾角為θ，則點積：a · b = abcosθ（標量），叉積：a x b = absinθ（矢量，方向由右手螺旋定則決定，四指由a彎向b，大拇指方向即為叉積方向）。（2）角動量計算：物體矢徑和動量的叉積，r為矢徑，數值為物體到旋轉中心的距離，方向為旋轉中心指向物體的方向矢量；p為動量，數值為物體質量與線速度的乘積p=mv，方向為線速度v的方向；以該圖的方向為例，依據角動量公式，可以得到角動量L的方向為豎直向上。（3）陀螺的角動量守恒，假設一個陀螺不受空氣阻力（合外力力矩=0），陀螺與地面的接觸面無限?。ㄊ笍?0），則角動量的合力矩為0，即角動量守恒。軌檢測量慣導批發價格陀螺儀在游戲機、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。

在系統方面，陀螺儀的信號調節電路可簡化為電機驅動部分和加速傳感器感應電路兩部分(圖2): - 電機驅動部分通過靜電激勵方法，使驅動電路前后振蕩，為機械元件提供勵磁；感應部分通過測量電容變化來測量科里奧利力在感應質點上產生的位移，這是一個穩健、可靠的技術，被成功地用于ST的MEMS產品線，能夠提供強度與施加在傳感器上的角速率成正比的模擬或數字信號。 在控制電路內部有先進的電源關斷功能，當不需要傳感器功能時，可關閉整個傳感器，或讓其進入深度睡眠模式，以大幅降低陀螺儀的總功耗，當需要檢測傳感器上施加的角速率時，在接到用戶的命令后，傳感器可從睡眠模式中立即喚醒。

普遍使用的MEMS陀螺（微機械）可應用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫學、環境監控等領域。并且MEMS陀螺相比傳統的陀螺有明顯的優勢：1.體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合，例如彈載測量等。2.低成本。3.高可靠性。內部無轉動部件，全固態裝置，抗大過載沖擊，工作壽命長。4.低功耗。5.大量程。適于高轉速大g值的場合。6.易于數字化、智能化。可數字輸出，溫度補償，零位校正等。從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個萬向支點，而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉動，所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉動運動。陀螺儀可以測量物體的旋轉速度和角度，從而幫助確定物體的方向和位置。

MEMS陀螺相比傳統的陀螺有明顯的優勢：1、體積小、重量輕。適合于對安裝空間和重量要求苛刻的場合，例如彈載測量等；2、低成本；3、高可靠性、內部無轉動部件，全固態裝置，抗大過載沖擊，工作壽命長；4、低功耗；5、大量程，適于高轉速大g值的場合；6、易于數字化、智能化，可數字輸出，溫度補償，零位校正等。陀螺儀工作原理：消費電子設備早在幾年前就開始使用MEMS加速計。 從游戲機到手機，從筆記本電腦到白色家電，運動控制式用戶界面和增強的保護系統給所有的消費電子產品帶來很多好處。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，是導航和慣性導航系統中不可或缺的部分。河北車載航姿儀

陀螺儀在機器人領域具有重要作用，幫助機器人實現復雜動作和精確控制。高精度航姿儀工作原理

測量的物理量:（1）角速度,測量的物理量是偏轉、傾斜時的轉動角速度；（2）方向：俯仰角（pitch）：繞x軸旋轉；偏航角（yaw）：繞z軸旋轉；翻滾角（roll）：繞y軸旋轉；主要參數，通用參數（傳感器）；線性誤差：傳感器測量值與實際物理值之間的誤差；分辨率：可檢測到的較小物理量單位；采樣頻率：單位時間內的采樣次數。陀螺儀重要參數：量程：為角速度單位（dps，degree per second）；靈敏度（刻度因子）：較小分辨的角速度；靈敏度初始誤差；靈敏度動態誤差；非線性度：滿量程的誤差；初始零漂；零漂溫度系數。高精度航姿儀工作原理