陀螺仪的基本构成(以机械式陀螺仪为例):(1)转子:常使用电机(比如同步电机、磁滞电机、三相交流电机等)驱动陀螺转子绕其自转轴高速旋转,并使其转速近似保持为常值;(2)自转轴;(3)万向坐标系(内、外环):使陀螺自转轴获得所需角转动自由度;(4)力矩马达、信号传感器等。使用陀螺仪/利用陀螺仪原理的产品/设备,惯性导航仪、体感设备(Joycon/wii等)、智能手机、穿戴设备(智能手表/手环)、飞行器/无人机、电子摄影设备、稳定器、AR/VR、机器人、游戏控制器/游戏手柄、自行车(轮子转的越快越不容易倒)。陀螺仪在导航系统中,可以提供准确的方向和位置信息,用于船舶、飞机等的导航。江西惯导厂家直销
现代仪器,现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国家防护工业中普遍使用的一种惯性导航仪器,它的发展对一个国家的工业,国家防护和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪,机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高,结构复杂,它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来,现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。现代光纤陀螺仪的基本设想于1976年被提出,到八十年代以后,现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。光纤陀螺仪具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠等等优点,关键部件和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外,还有现代集成式的振动陀螺仪,集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度,体积更小,也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。综采工作面惯性导航系统厂家直销陀螺仪通过实时监测角速度和方向变化,为航空航天等领域提供了关键的导航和控制支持。
激光陀螺仪,它的结构原理与上面几种陀螺仪完全不同。激光陀螺实际上是一种环形激光器,没有高速旋转的机械转子,但它利用激光技术测量物体相对于惯性空间的角速度,具有速率陀螺仪的功能。激光陀螺仪的结构和工作是:用热膨胀系数极小的材料制成三角形空腔。在空腔的各顶点分别安装三块反射镜,形成闭合光路。腔体被抽成真空,充以氦氖气,并装设电极,形成激光发生器。激光发生器产生两束射向相反的激光。当环形激光器处于静止状态时,两束激光绕行一周的光程相等,因而频率相同,两个频率之差(频差)为零,干涉条纹为零。当环形激光器绕垂直于闭合光路平面的轴转动时,与转动方向一致的那束光的光程延长,波长增大,频率降低;另一束光则相反,因而出现频差,形成干涉条纹。单位时间的干涉条纹数正比于转动角速度。激光陀螺的漂移率低达0.1~0.01度/时,可靠性高,不受线加速度等的影响,已在飞行器的惯性导航中得到应用,是很有发展前途的新型陀螺仪。
光纤陀螺仪,从20世纪60年代开始,美国海军研究办公室希望发展一种比氦-氖环形激光陀螺仪的成本更低、制造流程更简单、精度更高的光纤角速度传感器,也就是俗称的光纤陀螺。目前,较为常见的光纤陀螺仪是相敏光纤陀螺仪,通过测量在一个光纤线圈中的两束反向传播光束的相移以敏感载体转动,从而计算出其角速率。因此,光纤陀螺仪的精度主要取决于其采用的光纤种类和光电检测系统,偏值一般处于0.001度/时-0.0002度/时之间。现在,光纤陀螺仪已经被普遍应用于鱼雷、战术导弹、潜艇和航天器等。陀螺仪在科研领域也用于地质勘探、结构物监测和机器人技术的发展,扩展了其应用边界和功能。
陀螺仪的前世今生,陀螺仪由1850年法国物理学家莱昂·傅科在研究地球自传中获得灵感而发明出来的,类似像是把一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上,靠陀螺的方向来计算角速度,和现在小巧的芯片造型大相径庭。陀螺仪发明以后,首先被用在航海上(当年还没有发明飞机),后来被用在航空上。因为飞机飞在空中,是无法像地面一样靠肉眼辨认方向的,而飞行中方向都看不清楚危险性极高,所以陀螺仪迅速得到了应用,成为飞行仪表的主要。陀螺仪在空间站、卫星等航天器中,为姿态控制和轨道测量提供关键支持。综采工作面惯性导航系统厂家直销
陀螺仪具有高精度和快速响应的特点,可以提供准确的角速度和角位移测量。江西惯导厂家直销
人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope),它在航海、航天、特种等各个领域有着普遍的应用。比如:回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动等。陀螺仪的种类很多,按用途来分,它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中,作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪主要用于飞行状态的指示,作为驾驶和领航仪表使用。陀螺仪还可分为压电陀螺仪,微机械陀螺仪,光纤陀螺仪和激光陀螺仪,它们都是电子式的,并且它们可以和加速度计,磁阻芯片,GPS,做成惯性导航控制系统。江西惯导厂家直销
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