陀螺仪传感器（惯性导航仪器）

陀螺仪传感器（惯性导航仪器）

陀螺仪传感器 （惯性导航仪器） 次浏览 | 2022.03.29 14:20:03 更新 来源 ：互联网 精选百科 本文由作者推荐 陀螺仪传感器惯性导航仪器

陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。在假想的平面上挥动鼠标，屏幕上的光标就会跟着移动，并可以绕着链接画圈和点击按键。对于不熟悉这类产品的人来说，陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和姿态的定位和控制系统。当你正在演讲或离开桌子时，这些操作都能够很方便地实现。我们可以从儿童玩的地陀螺中发现高速旋转的陀螺可以竖直不倒而保持与地面垂直，这就反映出陀螺运动时候的稳定性。

中文名

陀螺仪传感器

外文名

Gyroscope Sensor

概述

空间移动和手势的定位

原理

旋转轴所指方向不受外力影响不变

基本部件

陀螺转子内外框架附件

分类

二、三自由度陀螺仪之分

发展方向

确定运动物体的方位

概述

对于不熟悉这类产品的人来说，陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和姿态的定位和控制系统。在假象的平面上挥动鼠标，屏幕上的光标就会跟着移动，并可以绕着链接画圈和点击按键。当你正在演讲或离开桌子时，这些操作都能够很方便地实现。现在陀螺仪传感器原本是运用到直升机模型上的，现在已经被广泛运用于手机这类移动便携设备上（IPHONE的三轴陀螺仪技术）。

基本部件

从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。更确切地说，一个绕对称铀高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。

陀螺仪的基本部件有：

1、陀螺转子（常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并见其转速近似为常值）；

2、内、外框架（或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构）；

3、附件（是指力矩马达、信号传感器等）。

分类

根据框架的数目和支承的形式以及附件的性质决定陀螺仪的类型有：

（1）二自由度陀螺仪（只有一个框架，使转子自转轴具有一个转动自由度）。

根据二自由度陀螺仪中所使用的反作用力矩的性质，可以把这种陀螺仪分成三种类型：

1、积分陀螺仪(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；

2、速率陀螺仪(它使用的反作力矩是弹性力矩)；

3、无约束陀螺(它仅有惯性反作用力矩)；

（2）三自由度陀螺仪(具有内、外两个框架，使转子自转轴具有两个转动自由度。在没有任何力矩装置时，它就是一个自由陀螺仪)。

现在，除了机、电框架式陀螺仪以外，还出现了某些新型陀螺仪，如静电式自由转子陀螺仪，挠性陀螺仪，激光陀螺仪等。

特性

陀螺仪传感器最主要的特性是它的稳定性和进动性。我们可以从儿童玩的地陀螺中发现高速旋转的陀螺可以竖直不倒而保持与地面垂直，这就反映出陀螺运动时候的稳定性。研究陀螺仪运动特性的理论是绕定点运动刚体动力学的一个分支，它以物体的惯性为基础，研究旋转物体的动力学特性。可以说陀螺仪传感器是一个简单易用的基于自由空间移动和手势的定位和控制系统。

应用领域以及发展方向

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，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的发展对一个国家的工业，国防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。

作为坦克双向稳定器中最核心的部件—传感器，目前采用的技术就是陀螺仪传感器技术。陀螺仪传感器基于的原理很简单。我们知道儿童玩具地陀螺在高速旋转时，无论你从哪个方向如何用力的抽打它，它不会因为你的力量过大而倒下，只会因为你的抽打而转的越来越快。这是因为一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。因为旋转物体的中轴有这样的特性，所以人们利用这个稳定性发明了陀螺仪传感器，来实现空间的定位。[1]

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。1976年科学家提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，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。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠等等优点，所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。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。

参考资料