陀螺儀的應用和總結。陀螺儀陀螺儀是一種既古老而又很有生命力的儀器,從頭一臺真正實用的陀螺儀器問世以來已有大半個世紀,但直到現(xiàn)也,陀螺儀仍在吸引著人們對它進行研究,這是由于它本身具有的特性所決定的。陀螺儀較主要的基本特性是它的穩(wěn)定性和進動性。人們從兒童玩的地陀螺中早就發(fā)現(xiàn)高速旋轉的陀螺可以豎直不倒而保持與地面垂直,這就反映了陀螺的穩(wěn)定性。研究陀螺儀運動特性的理論是繞定點運動剛體動力學的一個分支,它以物體的慣性為基礎,研究旋轉物體的動力學特性。天文望遠鏡用陀螺儀補償?shù)厍蜃赞D,保證觀測穩(wěn)定。盾構導向航姿儀批發(fā)
主要工作原理:角動量守恒定律,角動量守恒定律是指系統(tǒng)所受合外力矩為零時系統(tǒng)的角動量保持不變。角動量的定義:物體矢徑和其動量的叉積:(1)矢量的計算:叉積和點積,假設a、b為兩個矢量,之間的夾角為θ,則點積:a · b = abcosθ(標量),叉積:a x b = absinθ(矢量,方向由右手螺旋定則決定,四指由a彎向b,大拇指方向即為叉積方向)。(2)角動量計算:物體矢徑和動量的叉積,r為矢徑,數(shù)值為物體到旋轉中心的距離,方向為旋轉中心指向物體的方向矢量;p為動量,數(shù)值為物體質量與線速度的乘積p=mv,方向為線速度v的方向;以該圖的方向為例,依據(jù)角動量公式,可以得到角動量L的方向為豎直向上。(3)陀螺的角動量守恒,假設一個陀螺不受空氣阻力(合外力力矩=0),陀螺與地面的接觸面無限?。ㄊ笍?0),則角動量的合力矩為0,即角動量守恒。湖南慣性導航系統(tǒng)廠家智能門鎖內(nèi)置陀螺儀,監(jiān)測門體開合狀態(tài),提升安全性。
現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種,它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的:當光束在一個環(huán)形的通道中前進時,如果環(huán)形通道本身具有一個轉動速度,那么光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉動時,在不同的前進方向上,光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化,如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉動速度,就可以制造出干涉式光纖陀螺儀,如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉,也就是通過調整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉動速度,就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出,干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小,所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度,而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時,它的光程差較大,所以它所要求的光源必須有很好的單色性。
振動陀螺儀,MEMS陀螺儀因其體積小、成本低、易批量生產(chǎn)等優(yōu)勢,現(xiàn)階段已基本占據(jù)低精度市場,隨著工藝水平、計算機技術和數(shù)據(jù)算法的不斷發(fā)展,其精度性能有望實現(xiàn)質的突破,進入慣性級陀螺儀應用領域。半球諧振陀螺儀較好地滿足理想慣性傳感器的性能指標,在成功應用到空間領域的基礎上,向航海領域的推廣已成為必然趨勢,例如,法國已將半球諧振陀螺儀作為新一代海洋導航定位系統(tǒng)的主要慣性導航設備,賽峰電子與防務公司基于HRG Crystal技術研發(fā)的布盧·瑙特(BlueNaute)系列慣性導航系統(tǒng),已開始應用到工程船舶、科考船和海警船等載體上[20];另外,結合新型制作工藝,大力開發(fā)基于MEMS技術的微半球諧振陀螺儀(micro-HRG, MHRG)也是未來的熱點研究方向。陀螺儀在游戲機、遙控器等消費電子產(chǎn)品中的應用,為用戶帶來更加豐富的操作體驗。
技術優(yōu)勢的多維度突破:環(huán)境適應性與可靠性:ARHS系列通過抗震動、抗電磁干擾設計及密封工藝,可在極端溫度(-40℃至85℃)、高濕度(95%RH)及強電磁輻射環(huán)境下穩(wěn)定工作。其動態(tài)范圍達±500°/s,啟動時間只需0.1秒,較傳統(tǒng)陀螺儀縮短90%以上,特別適用于隧道工程中突發(fā)性震動或車載導航中的頻繁啟停場景。精度與長期穩(wěn)定性:采用高精度捷聯(lián)算法模型(解算周期5ms)及動態(tài)對準算法,ARHS系列陀螺儀的零偏穩(wěn)定性達到0.01°/h,角隨機游走(ARW)低于0.01°/√h。通過石英撓性加速度計的補償標定,系統(tǒng)在1000小時連續(xù)運行中仍能保持0.1%的精度漂移,滿足船舶導航中長期跨洋航行的定位需求。在飛行器制導系統(tǒng)中,陀螺儀發(fā)揮關鍵作用,確保飛行器按預定航線飛行。海南慣導廠家
智能家居系統(tǒng)用陀螺儀檢測門窗開合,實現(xiàn)智能警報。盾構導向航姿儀批發(fā)
陀螺儀在照相/攝相領域的應用,當我們拍視頻或拍照時,有沒有相過,通過一種裝置,保證你的“相機”固定在同一位置,無論你的手怎么歪斜,身體怎么抖,他都能保持手機的相對穩(wěn)定。穩(wěn)拍器的整體大致框架如下圖所示,其中橘黃色部分就是加速度和陀螺儀傳感器工作部分。它將“攝像設備”的姿態(tài)反饋給中心MCU處理單元,中間MCU單元根據(jù)檢測到的“攝像設備”的姿態(tài)和運動情況,去控制電機做相應的動作,電機動作使“攝像設備”保持穩(wěn)雷打不動的狀態(tài),這樣拍出來的照片才更清楚,錄制的錄像才更穩(wěn)定。盾構導向航姿儀批發(fā)