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垂直陀螺儀整個裝置內(nèi)部分為上下兩部分，上半艙容納陀螺儀的機電設(shè)備，下半艙則包含了所有的系統(tǒng)電子器件。上半艙的基本部件主要由陀螺轉(zhuǎn)子、常平架、角度傳感器、力矩器四個部分構(gòu)成。(1)陀螺轉(zhuǎn)子：常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機、無刷直流電機等拖動方法來使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并使其轉(zhuǎn)速近似為常值。(2) 常平架：陀螺儀的內(nèi)、外框架，或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu)，同時也是支撐整個陀螺儀運轉(zhuǎn)的機械結(jié)構(gòu)。(3) 角度傳感器 ：用來測量陀螺儀內(nèi)外環(huán)以及框架轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)動角度，此角度就是測量的飛機的姿態(tài)角。通常，陀螺系統(tǒng)中有兩組角度傳感器，一組安裝在框架上，一組安裝在外環(huán)相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)上。(4) 力矩器：用來為主軸位置的修正提供修正力矩補償。在陀螺系統(tǒng)中，一般有兩組修正力矩器，分別安裝在框架和外環(huán)支撐殼體上。 智能手機內(nèi)置陀螺儀，實現(xiàn)屏幕自動旋轉(zhuǎn)與游戲體感操作。山西陀螺儀廠家直銷

陀螺儀在手機中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1、可以和手機上的攝像頭配合使用。比如防抖，在拍照時的維持圖像的穩(wěn)定，防止由于手的抖動對拍照質(zhì)量的影響。在按下快門時，記錄手的抖動動作，將手的抖動反饋給圖像處理器，可以讓手機捕捉到更清晰穩(wěn)定的畫面。2、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(guān)這點，想必用過任天堂WII的網(wǎng)友會有很深的感受。山西陀螺儀廠家直銷MEMS陀螺儀通過科里奧利力檢測硅結(jié)構(gòu)的微小位移。

光纖陀螺儀的Sagnac效應(yīng)原理：光纖陀螺儀的工作原理基于Sagnac效應(yīng)，這一物理現(xiàn)象由法國科學(xué)家GeorgesSagnac于1913年發(fā)現(xiàn)并描述。Sagnac理論指出：當(dāng)光束在一個環(huán)形的通道中行進時，若環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么沿著通道轉(zhuǎn)動方向行進的光束與逆著轉(zhuǎn)動方向行進的光束將產(chǎn)生光程差。具體而言，光源(SLD)發(fā)射出的激光沿著通道轉(zhuǎn)動方向行進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向行進所需要的時間多。在實際光纖陀螺設(shè)計中，通常采用長光纖(數(shù)百米至數(shù)千米)繞制成多匝環(huán)圈，以放大Sagnac效應(yīng)，提高測量靈敏度。

陀螺儀的應(yīng)用和總結(jié)。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(zhuǎn)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(xué)的一個分支，它以物體的慣性為基礎(chǔ)，研究旋轉(zhuǎn)物體的動力學(xué)特性。無人機搭載陀螺儀，保持飛行穩(wěn)定，避免空中失控翻滾。

激光陀螺儀，它的結(jié)構(gòu)原理與上面幾種陀螺儀完全不同。激光陀螺實際上是一種環(huán)形激光器，沒有高速旋轉(zhuǎn)的機械轉(zhuǎn)子，但它利用激光技術(shù)測量物體相對于慣性空間的角速度，具有速率陀螺儀的功能。激光陀螺儀的結(jié)構(gòu)和工作是：用熱膨脹系數(shù)極小的材料制成三角形空腔。在空腔的各頂點分別安裝三塊反射鏡，形成閉合光路。腔體被抽成真空，充以氦氖氣，并裝設(shè)電極，形成激光發(fā)生器。激光發(fā)生器產(chǎn)生兩束射向相反的激光。當(dāng)環(huán)形激光器處于靜止?fàn)顟B(tài)時，兩束激光繞行一周的光程相等，因而頻率相同，兩個頻率之差(頻差)為零，干涉條紋為零。當(dāng)環(huán)形激光器繞垂直于閉合光路平面的軸轉(zhuǎn)動時，與轉(zhuǎn)動方向一致的那束光的光程延長，波長增大，頻率降低；另一束光則相反，因而出現(xiàn)頻差，形成干涉條紋。單位時間的干涉條紋數(shù)正比于轉(zhuǎn)動角速度。激光陀螺的漂移率低達0.1～0.01度/時，可靠性高，不受線加速度等的影響，已在飛行器的慣性導(dǎo)航中得到應(yīng)用，是很有發(fā)展前途的新型陀螺儀。航天器發(fā)射時陀螺儀需承受極大振動和加速度沖擊。湖北煤機導(dǎo)向慣導(dǎo)

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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(shè)基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進方向。當(dāng)汽車繞y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時，內(nèi)環(huán)起到了隔離運動的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會隨汽車轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。但當(dāng)汽車繞x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)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(zhuǎn)動自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)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。山西陀螺儀廠家直銷