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轉(zhuǎn)子陀螺儀，液浮陀螺儀經(jīng)過幾十年的發(fā)展，技術上已相對成熟，目前主要作為敏感傳感器應用到**系統(tǒng)上，以實現(xiàn)隨動跟蹤與制導，但在降低溫控裝置功耗和噪聲等方面，仍有提升空間。動力調(diào)諧陀螺儀，在20世紀70年代到20世紀90年代被普遍應用，但隨著光學陀螺儀技術的出現(xiàn)和發(fā)展，其各方面性能指標均不占優(yōu)勢，在各領域逐漸被光學陀螺儀所取代，目前國內(nèi)外已基本停止了對動力調(diào)諧陀螺儀的研究。靜電陀螺儀仍是目前實際應用中，精度較高的陀螺儀，但由于其工藝復雜、成本昂貴、抗干擾能力差等缺陷，如今只在高精度慣性導航系統(tǒng)中繼續(xù)應用，受關注度較低，各國正努力尋求其替代品，未來進一步發(fā)展的空間相對受限。未來，陀螺儀將進一步融合人工智能技術，實現(xiàn)更智能、更高效的數(shù)據(jù)處理和應用。上海高精度航姿儀

陀螺儀的特性。接下來，我們用圖來說說陀螺儀的特性。“陀螺儀”是敏感角位移的裝置，重要特性有定軸性和進動性。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。進動性。進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，從而導致動量矩H（即自轉(zhuǎn)軸的方向）相應轉(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。上海高精度航姿儀陀螺儀的作用是提供準確的方向和位置信息，用于導航、航空航天、慣性導航等領域。

這個黑色的小方塊有著一個名字，叫做“微機電陀螺儀”。微機電陀螺儀雖然也叫陀螺儀，但無論是外在還是內(nèi)在，都與陀螺沒有什么關系，它之所以能夠測定物體的姿態(tài)，是利用了科里奧利力?？评飱W利力是由法國氣象學家科里奧利所提出的，簡言之就是在一個旋轉(zhuǎn)的系統(tǒng)里，如果有一個直線移動的物體，那么就會受到這個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的影響，移動路線發(fā)生偏轉(zhuǎn)，變?yōu)橐粭l曲線。地球在自轉(zhuǎn)，所以地球就是這樣一個旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，由于地球自西向東旋轉(zhuǎn)，所以在北半球，不論從哪個方向吹來的風，都會向右偏轉(zhuǎn)，而在南半球則恰好相反，風會向左偏。

由于光纖陀螺儀具有結(jié)構(gòu)緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件。同時，激光陀螺儀也有突破，它通過光程差來測量旋轉(zhuǎn)角速度，優(yōu)點和光纖陀螺儀差不多，但成本高一些。而我們現(xiàn)在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS（微機電）陀螺儀，它精度并不如前面說到的光纖和激光陀螺儀，需要參考其他傳感器的數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)功能，但其體積小、功耗低、易于數(shù)字化和智能化，特別是成本低，易于批量生產(chǎn)，非常適合手機、汽車牽引控制系統(tǒng)、**器材這些需要大規(guī)模生產(chǎn)的設備。陀螺儀的工作原理是基于角動量守恒定律，即物體在沒有外力作用下，角動量保持不變。

現(xiàn)在輪到MEMS陀螺儀大顯神威了，消費電子集成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動的角速度，而MEMS加速計則能測量線性加速度，因此這兩者是一對理想的互補技術。 事實上，如果組合使用加速計和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設計人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運動，為較終用戶提供現(xiàn)場感更強的用戶使用體驗、精確的導航系統(tǒng)以及其它功能。而ST選用了音叉方法設計陀螺儀，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。當這些無用的信號被施加到陀螺儀，兩個質(zhì)點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。陀螺儀可以抵抗外界干擾和振動，提供穩(wěn)定可靠的測量結(jié)果。上海高精度航姿儀

機械陀螺儀通過物體的旋轉(zhuǎn)來測量角速度，而光學陀螺儀則利用光的干涉原理來測量。上海高精度航姿儀

陀螺儀作為慣性技術體系的重要一環(huán)，是慣性導航系統(tǒng)中的主要傳感器，其技術的更迭前進與慣性技術的發(fā)展需求密不可分。轉(zhuǎn)子陀螺儀拉開了陀螺儀工程化應用的序幕；光學陀螺儀具有里程碑的意義，在捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)中的成功應用，大幅改善了陀螺儀精度與穩(wěn)定性、體積之間的矛盾；振動陀螺儀和原子陀螺儀等新型陀螺儀，在現(xiàn)階段展示出了巨大潛力，正處于高速發(fā)展狀態(tài)。陀螺儀技術對**綜合定位、導航、授時體系的建設有著重要意義，未來將不斷向著高精度、高可靠性和小型化、低成本兩大方向邁進，對陀螺儀技術的持續(xù)探索研究，仍將是國內(nèi)外廣大科技工作者密切關注的焦點。上海高精度航姿儀