2024-12-23 02:10:27
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ))、光電類陀螺儀(以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)),機電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)):轉(zhuǎn)子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測量運載體旋轉(zhuǎn)運動為基礎(chǔ));激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等;機電式:高速旋轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)子,高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動時間較長,且需要一定的預(yù)熱時間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號。陀螺儀在航空航天領(lǐng)域中,可以用于飛行器的姿態(tài)控制和導(dǎo)航定位。深圳車載航姿儀
對戰(zhàn)斗機飛行員來說,陀螺儀的鎖定功能將會較大程度上的增加飛行樂趣。比如在戰(zhàn)機較低空倒飛通場情況下,飛機性能較好或者調(diào)整得當(dāng)時,通常在正飛狀態(tài)下,即使不動升降舵飛機也能保持正飛。但是飛機倒飛時通常要稍微推升降舵才能保持倒飛,如果不是技術(shù)極其高超,手指很難保持推舵的舵量不變使飛機在倒飛狀態(tài)下保持飛機一直在同一直線倒飛。這就是為什么大多數(shù)人敢做較低空正飛通常而不敢做較低空倒飛通場,或者正飛通場敢做的很低而倒飛通常不敢做的很低,因為正飛的時候手指可以不動升降舵飛機都能保持直線飛行,而倒飛的時候手指要一直推著舵面,飛機速度快且高度低,手指稍微移動就可能觸地炸雞。這是使用陀螺儀的鎖定狀態(tài),就變得非常容易了。深圳車載航姿儀激光陀螺儀則利用光的干涉效應(yīng)測量角速度,具有高精度和長期穩(wěn)定性,在慣性導(dǎo)航和高精度測量中應(yīng)用普遍。
陀螺儀的特性。接下來,我們用圖來說說陀螺儀的特性?!巴勇輧x”是敏感角位移的裝置,重要特性有定軸性和進(jìn)動性。定軸性。定軸性很好理解,陀螺儀在高速旋轉(zhuǎn)過程中具有動量矩H,在不受外力矩作用時,自轉(zhuǎn)軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。進(jìn)動性。進(jìn)動性是二自由度陀螺儀里面的概念。二自由度陀螺儀模型如下:陀螺儀。外框能夠繞外框軸旋轉(zhuǎn),內(nèi)框能夠繞內(nèi)框軸旋轉(zhuǎn),中間是旋轉(zhuǎn)的陀螺和自轉(zhuǎn)軸。進(jìn)動性是指的這樣的現(xiàn)象:陀螺儀,在陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動的情況下,如果按如圖所示用力作用于內(nèi)框架,會使得外框架按如圖所示方向轉(zhuǎn)動,從而導(dǎo)致動量矩H(即自轉(zhuǎn)軸的方向)相應(yīng)轉(zhuǎn)動?;蛘吡硗庖环N情況:陀螺儀,用力推動外框,使得內(nèi)框架繞內(nèi)框軸轉(zhuǎn)動。類似于牛頓第三定律,當(dāng)推動外框架或者內(nèi)框架改變動量矩H的方向時,陀螺儀會產(chǎn)生反作用力矩,其大小與外力矩相等,方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。
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,可數(shù)字輸出,溫度補償,零位校正等。陀螺儀工作原理:消費電子設(shè)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(hù)系統(tǒng)給所有的消費電子產(chǎn)品帶來很多好處。陀螺儀具有高精度和快速響應(yīng)的特點,可以提供準(zhǔn)確的角速度和角位移測量。
傳感器,陀螺儀傳感器是一個簡單易用的基于自由空間移動和手勢的定位和控制系統(tǒng)。在假象的平面上揮動鼠標(biāo),屏幕上的光標(biāo)就會跟著移動,并可以繞著鏈接畫圈和點擊按鍵。當(dāng)你正在演講或離開桌子時,這些操作都能夠很方便地實現(xiàn)。 陀螺儀傳感器原本是運用到直升機模型上的,目前已經(jīng)被普遍運用于手機這類移動便攜設(shè)備上(IPHONE的三軸陀螺儀技術(shù))。MEMS陀螺儀,基于MEMS的陀螺儀價格相比光纖或者激光陀螺便宜很多,但使用精度非常低,需要使用參考傳感器進(jìn)行補償,以提高使用精度。ADI公司是低成本的MEMS陀螺儀的主要制造商,VMSENS提供的AHRS系統(tǒng)正是通過這種方式,對低成本的MEMS陀螺儀進(jìn)行輔助補償實現(xiàn)的。基于MEMS 技術(shù)的陀螺因其成本低,能批量生產(chǎn),已經(jīng)能夠普遍應(yīng)用于汽車牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)用設(shè)備、特種設(shè)備等低成本需求應(yīng)用中。陀螺儀可以用于**設(shè)備的姿態(tài)穩(wěn)定和運動追蹤,提高手術(shù)的精確性和**性。深圳車載航姿儀
陀螺儀具有高靈敏度、高穩(wěn)定性和抗干擾能力,能滿足各種極端環(huán)境下的測量需求。深圳車載航姿儀
作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺,能使安裝在飛機或衛(wèi)星上的照相機相對地面穩(wěn)定等等。作為精密測試儀器,陀螺儀器能夠為地面設(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)普遍的,它在現(xiàn)代化的**防護(hù)建設(shè)和國民經(jīng)濟建設(shè)中均占重要的地位?;旧贤勇輧x是一種機械裝置,其主要部分是一個繞旋轉(zhuǎn)軸以極高角速度旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子裝在一支架內(nèi);在通過轉(zhuǎn)子中心軸XX1上加一內(nèi)環(huán)架,那么陀螺儀就可環(huán)繞平面兩軸作自由運動;然后,在內(nèi)環(huán)架外加上一外環(huán)架,則這個陀螺儀有兩個平衡環(huán),可以環(huán)繞平面 [2]三軸作自由運動,成為一個完整的太空陀螺儀(space gyro)。深圳車載航姿儀