陀螺仪传感器
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陀螺仪传感器
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
由空间移动和手势的定位
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。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)。
基本类型
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: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)。
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)
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)。
原理
陀螺仪的原理就是,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。人们根据这个道理,用它
来保持方向。然后用多种方法读取轴所指
示的方向,并自动将数据信号传给控制系
统。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。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。70年代提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,到八十年代以后,
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。
陀螺仪传感器应用领域
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。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。