貴州航姿儀

普遍使用的MEMS陀螺（微機(jī)械）可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。并且MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)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(nèi)部無轉(zhuǎn)動部件，全固態(tài)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(zhuǎn)速大g值的場合。6.易于數(shù)字化、智能化?？蓴?shù)字輸出，溫度補(bǔ)償，零位校正等。從力學(xué)的觀點(diǎn)近似的分析陀螺的運(yùn)動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個萬向支點(diǎn)，而陀螺可以繞著這個支點(diǎn)作三個自由度的轉(zhuǎn)動，所以陀螺的運(yùn)動是屬于剛體繞一個定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動運(yùn)動。激光陀螺儀利用薩格納克效應(yīng)，提供高精度角速度測量。貴州航姿儀

技術(shù)優(yōu)勢的多維度突破：結(jié)構(gòu)緊湊與能效優(yōu)化：全數(shù)字保偏閉環(huán)設(shè)計(jì)使ARHS系列陀螺儀的體積縮減至傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/5（尺寸≤150×150×50mm），重量降低至1.2kg。其功耗只8W，較機(jī)械陀螺儀節(jié)能60%，特別適合無人機(jī)、微型機(jī)器人等對載荷敏感的移動平臺。智能化與兼容性：內(nèi)置的強(qiáng)耦合組合導(dǎo)航算法支持GPS/INS緊組合模式，可在衛(wèi)星信號中斷時（如隧道、城市峽谷）提供連續(xù)導(dǎo)航。數(shù)字信號處理模塊兼容RS-422/485、CAN總線及以太網(wǎng)協(xié)議，便于集成至船舶導(dǎo)航系統(tǒng)、自動駕駛平臺等復(fù)雜控制系統(tǒng)。高精度陀螺儀工作原理航天器依賴高精度陀螺儀保持穩(wěn)定姿態(tài)和軌道控制。

現(xiàn)在輪到MEMS陀螺儀大顯神威了，消費(fèi)電子集成MEMS陀螺儀的浪潮剛剛掀起。陀螺儀能夠測量沿一個軸或幾個軸運(yùn)動的角速度，而MEMS加速計(jì)則能測量線性加速度，因此這兩者是一對理想的互補(bǔ)技術(shù)。 事實(shí)上，如果組合使用加速計(jì)和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運(yùn)動，為較終用戶提供現(xiàn)場感更強(qiáng)的用戶使用體驗(yàn)、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)以及其它功能。而ST選用了音叉方法設(shè)計(jì)陀螺儀，其差分特性使系統(tǒng)本身對作用在傳感器上的無用線性加速度和雜亂振動的敏感度低于市場上現(xiàn)有的其它類型陀螺儀。當(dāng)這些無用的信號被施加到陀螺儀，兩個質(zhì)點(diǎn)就會沿相同方向位移，在一個差分測量后，較終的電容變化將視為無效。

現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點(diǎn)是這樣的：當(dāng)光束在一個環(huán)形的通道中前進(jìn)時，如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進(jìn)所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進(jìn)所需要的時間要多。也就是說當(dāng)光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動時，在不同的前進(jìn)方向上，光學(xué)環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進(jìn)的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來實(shí)現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。測繪無人機(jī)搭載高精度陀螺儀，確保圖像采集穩(wěn)定性。

陀螺儀的前世今生，陀螺儀由1850年法國物理學(xué)家萊昂·傅科在研究地球自傳中獲得靈感而發(fā)明出來的，類似像是把一個高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個萬向支架上，靠陀螺的方向來計(jì)算角速度，和現(xiàn)在小巧的芯片造型大相徑庭。陀螺儀發(fā)明以后，首先被用在航海上（當(dāng)年還沒有發(fā)明飛機(jī)），后來被用在航空上。因?yàn)轱w機(jī)飛在空中，是無法像地面一樣靠肉眼辨認(rèn)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(yīng)用，成為飛行儀表的主要。陀螺儀可以用于運(yùn)動追蹤和姿態(tài)識別，如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。貴州航姿儀

導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)依賴陀螺儀維持飛行路徑，精確命中目標(biāo)。貴州航姿儀

一個接近真實(shí)MEMS陀螺儀的結(jié)構(gòu)如下圖所示。外側(cè)的藍(lán)色與黃色部分別為驅(qū)動電極，它們通過施加交變電壓來驅(qū)動內(nèi)部的紅色質(zhì)量塊及紅色測量電極沿著特定方向做往返運(yùn)動。紅色質(zhì)量塊通過具有彈簧性質(zhì)的綠色長條結(jié)構(gòu)與基底相連，而紅色的短柵與內(nèi)側(cè)藍(lán)色的短柵則構(gòu)成了電容的極板。當(dāng)基底發(fā)生旋轉(zhuǎn)時，質(zhì)量塊在科里奧利力的作用下會產(chǎn)生垂直方向的運(yùn)動。這種運(yùn)動的幅值與施加的角速度成正比。通過測量質(zhì)量塊上的紅色電極與固定在底座上的藍(lán)色電極之間的電容變化，我們就可以得到角速度的大小。貴州航姿儀