陀螺儀到底有什么用呢?可以和手機上的攝像頭配合使用,比如防抖,這會讓手機的拍照攝像能力得到很大的提升。各類游戲的傳感器,比如飛行游戲,體育類游戲,甚至包括一些頭一視角類射擊游戲,陀螺儀完整監(jiān)測游戲者手的位移,從而實現(xiàn)各種游戲操作效果。有關這點,想必用過任天堂WII的兄弟會有很深的感受??梢杂米鬏斎朐O備,陀螺儀相當于一個立體的鼠標,這個功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似,甚至可以認為是一種類型。也是未來較有前景和應用范圍的用途。陀螺儀在慣性導航儀中,可以用于測量飛行器的姿態(tài)、速度和位置,提供準確的導航數(shù)據(jù)。陜西慣性導航系統(tǒng)使用方法
三軸陀螺儀主要用來測量無人機在飛行過程中俯仰角、橫滾角和偏航角的角速度,并根據(jù)角速度積分計算角度的改變。而一般采用雙軸傾角傳感器,與三軸陀螺儀構成全姿態(tài)增穩(wěn)控制回路。陀螺儀測量得到的角速度信息用作增穩(wěn)反饋控制,使飛機操縱起來變的更“遲鈍”一些,從而利用傾角傳感器測得飛機橫滾角和俯仰角。然后將陀螺儀測得的角速率信息和傾角傳感器測得的姿態(tài)角進行捷聯(lián)運算,得到融合后的姿態(tài)信息。這種較為復雜的捷聯(lián)算法,能夠使姿態(tài)精度得到很大提高。盾構導向陀螺儀定制陀螺儀可以用于運動追蹤和姿態(tài)識別,如體育訓練、虛擬現(xiàn)實等領域。
其穩(wěn)定性隨以下的物理量而改變:1、轉子的轉動慣量愈大,穩(wěn)定性愈好;2、轉子角速度愈大,穩(wěn)定性愈好。所謂的“轉動慣量”,是描述剛體在轉動中的慣性大小的物理量。當以相同的力矩分別作用于兩個繞定軸轉動的不同剛體時,它們所獲得的角速度一般是不一樣的,轉動慣量大的剛體所獲得的角速度小,也就是保持原有轉動狀態(tài)的慣性大;反之,轉動慣量小的剛體所獲得的角速度大,也就是保持原有轉動狀態(tài)的慣性小。進動性,當轉子高速旋轉時,若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺儀將繞內環(huán)軸轉動;若外力矩作用于內環(huán)軸,陀螺儀將繞外環(huán)軸轉動。其轉動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性,叫做陀螺儀的進動性。進動性的大小有三個影響的因素:1、外界作用力愈大,其進動角速度也愈大;2、轉子的轉動慣量愈大,進動角速度愈??;3、轉子的角速度愈大,進動角速度愈小。
與ST的MEMS加速計類似,MEMS陀螺儀也沿用一個系統(tǒng)級封裝(SIP)方法,機械感應元器件與其調節(jié)ASIC電路放在同一個封裝內。智能設計方法結合先進的封裝解決方案使得該系列產(chǎn)品的封裝尺寸大幅縮減,多軸陀螺儀的系統(tǒng)封裝面積只為3x5 mm2 ,較大厚度只為1mm 。意法半導體為客戶提供多軸感應、30dps到6000dps量程的各種陀螺儀傳感器,讓系統(tǒng)設計工程師能夠解決不同的應用需求,從圖像穩(wěn)定器到游戲,從指向裝置到機器人控制。除上述傳統(tǒng)應用外,整合加速計和陀螺儀可以實現(xiàn)導航解決方案的慣性測量單元。陀螺儀利用陀螺效應,即旋轉物體的角動量會保持不變,來測量物體的旋轉。
下面,我們以單自由度陀螺儀為例,來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示,其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個軸。假設基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉時,內環(huán)起到了隔離運動的作用,陀螺轉軸并不會隨汽車轉動而轉動。但當汽車繞x軸轉動時,內環(huán)上會產(chǎn)生一對力F,形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉動自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內環(huán)y軸進動。因此,通過測量y軸的角速度,我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動量矩定理,這里不再詳細展開。陀螺儀在科研領域也用于地質勘探、結構物監(jiān)測和機器人技術的發(fā)展,擴展了其應用邊界和功能。盾構導向陀螺儀定制
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。陜西慣性導航系統(tǒng)使用方法
ST在EMES市場的份額正在快速增長,作為全球公認的消費電子和手機市場較大的MEMS傳感器供應商,ST較近推出了30款以低功耗和小封裝為特色的高性能陀螺儀。ST研制的微機械陀螺儀傳感器沿用了ST成功的制造技術,ST利用這項技術已經(jīng)制造了6億多顆加速傳感器, 選擇成功的技術可為客戶提供較先進的質量可靠的產(chǎn)品,而且可直接用于較終應用。ST陀螺儀的主要元件是一個微加工機械單元,按照一個音叉機制運轉,利用Coriolis原理把角速率轉換成一個特定感應結構的位移。 陜西慣性導航系統(tǒng)使用方法