說到陀螺儀有什么用,小編只能說,必不可缺吧!尤其是現(xiàn)在的智能終端已經(jīng)大面積使用,之前因?yàn)槌杀据^高,普遍用在飛機(jī)、航母及大型運(yùn)作設(shè)備上,就用現(xiàn)在的智能手機(jī)來研究下陀螺儀吧,之后還會介紹清楚陀螺儀的特性,看完大家就能完全理解陀螺儀了。能輔助GPS進(jìn)行慣性導(dǎo)航。特別是在沒有GPS信號的隧道、橋梁或高樓附近,陀螺儀會測量運(yùn)動的方向和速度,將速度乘以時間獲得運(yùn)動的距離,實(shí)現(xiàn)精確定位導(dǎo)航,并能修正導(dǎo)航線路。這就是手機(jī)陀螺儀的作用,有沒有覺得這手機(jī)陀螺儀很不可缺少呢?在地面車輛導(dǎo)航、水下探測器以及工業(yè)機(jī)器人中,陀螺儀也發(fā)揮著重要作用,提供姿態(tài)感知和運(yùn)動控制支持。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)市場價格
陀螺儀(來自古希臘語的γ?ρο?g?ros "圓形或者旋轉(zhuǎn)" 和σκοπ?ω skopéō "看到的"),是用于測量或維護(hù)方位和角速度的設(shè)備。它是一個旋轉(zhuǎn)的輪子或圓盤,其中旋轉(zhuǎn)軸可以不受影響的設(shè)定在任何方向。當(dāng)旋轉(zhuǎn)發(fā)生時,根據(jù)角動量守恒定律,該軸的方向不受支架傾斜或旋轉(zhuǎn)的影響。還有一些使用其他工作原理的陀螺儀,例如,在電子設(shè)備中可以看到的使用微芯片封裝的微機(jī)電(MEMS)陀螺儀、固態(tài)環(huán)形激光器、光纖陀螺儀和極其靈敏的量子陀螺儀。深圳慣導(dǎo)現(xiàn)貨直發(fā)陀螺儀作為現(xiàn)代導(dǎo)航和控制技術(shù)中的重要組成部分,為多個領(lǐng)域的精確測量和定位提供了不可或缺的支持。
氦-氖環(huán)形激光陀螺儀,相比傳統(tǒng)的機(jī)械式轉(zhuǎn)子陀螺儀,主要優(yōu)點(diǎn)是無機(jī)械轉(zhuǎn)子,結(jié)構(gòu)簡單(少于20個部件),抗振動性能好,啟動快,可靠性高,數(shù)字輸出。此外,一些研究人員還提出用固態(tài)增益介質(zhì)替換氦-氖氣體,能夠使陀螺儀的工作壽命更長、成本更低和制造更簡單,這種陀螺也被稱為固態(tài)環(huán)形激光陀螺儀(固態(tài)RLG)。目前,基于氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)普遍應(yīng)用在航空和航海導(dǎo)航、戰(zhàn)略導(dǎo)彈的導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制領(lǐng)域,成為主要的高性能陀螺儀之一。
隨著物理學(xué)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,陀螺儀的種類也日趨豐富,精度也在不斷提高。目前廣為人知的陀螺儀類型有光纖陀螺儀、激光陀螺儀和MEMS陀螺儀等。雖然MEMS陀螺儀在精度上可能不如光纖和激光陀螺儀,但其體積小、功耗低、成本低且易于批量生產(chǎn)的特點(diǎn),使其在自動駕駛領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。MEMS陀螺儀的角速度測量原理基于一種非真實(shí)存在的力——科里奧利力。這種力是在非慣性參考系下引入的慣性力,引入之后便可以應(yīng)用牛頓經(jīng)典力學(xué)定律。我們假設(shè)一個黑色質(zhì)量塊以特定的速度V沿著一個方向移動,當(dāng)外部角速率被施加時,會產(chǎn)生一個垂直于施加角速度方向的力,導(dǎo)致質(zhì)量塊發(fā)生位移。船舶導(dǎo)航系統(tǒng)中,陀螺儀可提供精確的方向信息,幫助船舶避開暗礁和淺灘。
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。陀螺儀可以用于智能手機(jī)和游戲設(shè)備的姿態(tài)感應(yīng)和運(yùn)動控制,提供更好的用戶體驗(yàn)。湖南煤機(jī)導(dǎo)向慣導(dǎo)
汽車行業(yè)中,陀螺儀可用于車輛穩(wěn)定性控制、導(dǎo)航系統(tǒng)等,提高駕駛安全性。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)市場價格
在系統(tǒng)方面,陀螺儀的信號調(diào)節(jié)電路可簡化為電機(jī)驅(qū)動部分和加速傳感器感應(yīng)電路兩部分(圖2): - 電機(jī)驅(qū)動部分通過靜電激勵方法,使驅(qū)動電路前后振蕩,為機(jī)械元件提供勵磁;感應(yīng)部分通過測量電容變化來測量科里奧利力在感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)上產(chǎn)生的位移,這是一個穩(wěn)健、可靠的技術(shù),被成功地用于ST的MEMS產(chǎn)品線,能夠提供強(qiáng)度與施加在傳感器上的角速率成正比的模擬或數(shù)字信號。 在控制電路內(nèi)部有先進(jìn)的電源關(guān)斷功能,當(dāng)不需要傳感器功能時,可關(guān)閉整個傳感器,或讓其進(jìn)入深度睡眠模式,以大幅降低陀螺儀的總功耗,當(dāng)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。北京慣性導(dǎo)航系統(tǒng)市場價格
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