江西抗震航姿仪

陀螺仪是什么？陀螺仪器较早是用于航海导航，但随着科学技术的发展，它在航空和航天事业中也得到普遍的应用。陀螺仪器不只可以作为指示仪表，而更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件，即可作为信号传感器。根据需要，陀螺仪器能提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号，以便驾驶员或用自动导航仪来控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行，而在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中，则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。微机电陀螺仪（MEMS）体积小、成本低，普及于消费电子。江西抗震航姿仪

垂直陀螺仪在现代飞机上应用非常普遍，它可以精确测量飞机的姿态角并输出与姿态角成比例的电信号，提供给计算机，较终在仪表上显示。为了测量和输出飞机的姿态信号， 垂直陀螺仪上安装了俯仰同步器和倾斜同步器，分别输出俯仰角和 倾斜角电信号。而为了减小纵向加速度误差，垂直陀螺仪安装了俯仰直立和水平修正断开电门，在存在纵向加速度时切断陀螺仪的俯仰修正；为了减小盘旋误差，垂直陀螺仪安装了倾斜直立和水平修 正断开电门，在盘旋倾斜时切断陀螺仪的倾斜修正。黑龙江惯性导航系统制造航天飞行器依赖陀螺仪监测姿态，确保轨道精确控制。

艾默优ARHS系列陀螺仪的主要技术。全数字保偏闭环光纤陀螺仪的工作原理：艾默优ARHS系列陀螺仪的主要惯性传感器为全数字保偏闭环光纤陀螺仪。该陀螺仪主要由光源（SLD）、耦合器、Y波导、光纤环圈、探测器（PIN/FET）、A/D转换器、数字信号处理单元、D/A转换器等几部分组成。光纤陀螺仪的工作原理基于Sagnac效应。当光束在一个环形的通道中行进时，若环形通道本身具有一个转动速度，那么光源（SLD）发射出的激光沿着通道转动方向行进所需要的时间要比沿着通道相反方向行进所需要的时间多。这种光程的变化会导致两条光路的相位差或干涉条纹的变化，通过检测这种变化，可以测出光路的旋转角速度。

陀螺仪的基本构成（以机械式陀螺仪为例）：（1）转子：常使用电机（比如同步电机、磁滞电机、三相交流电机等）驱动陀螺转子绕其自转轴高速旋转，并使其转速近似保持为常值；（2）自转轴；（3）万向坐标系（内、外环）：使陀螺自转轴获得所需角转动自由度；（4）力矩马达、信号传感器等。使用陀螺仪/利用陀螺仪原理的产品/设备，惯性导航仪、体感设备（Joycon/wii等）、智能手机、穿戴设备（智能手表/手环）、飞行器/无人机、电子摄影设备、稳定器、AR/VR、机器人、游戏控制器/游戏手柄、自行车（轮子转的越快越不容易倒）。智能门锁内置陀螺仪，监测门体开合状态，提升安全性。

主要工作原理：角动量守恒定律，角动量守恒定律是指系统所受合外力矩为零时系统的角动量保持不变。角动量的定义：物体矢径和其动量的叉积：（1）矢量的计算：叉积和点积，假设a、b为两个矢量，之间的夹角为θ，则点积：a · b = abcosθ（标量），叉积：a x b = absinθ（矢量，方向由右手螺旋定则决定，四指由a弯向b，大拇指方向即为叉积方向）。（2）角动量计算：物体矢径和动量的叉积，r为矢径，数值为物体到旋转中心的距离，方向为旋转中心指向物体的方向矢量；p为动量，数值为物体质量与线速度的乘积p=mv，方向为线速度v的方向；以该图的方向为例，依据角动量公式，可以得到角动量L的方向为竖直向上。（3）陀螺的角动量守恒，假设一个陀螺不受空气阻力（合外力力矩=0），陀螺与地面的接触面无限小（矢径=0），则角动量的合力矩为0，即角动量守恒。儿童玩具陀螺通过旋转保持直立，是陀螺仪的简化体现。黑龙江惯性导航系统制造

陀螺仪在石油钻探中测量井筒倾斜角和方位角。江西抗震航姿仪

陀螺仪的前世今生，陀螺仪由1850年法国物理学家莱昂·傅科在研究地球自传中获得灵感而发明出来的，类似像是把一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上，靠陀螺的方向来计算角速度，和现在小巧的芯片造型大相径庭。陀螺仪发明以后，首先被用在航海上（当年还没有发明飞机），后来被用在航空上。因为飞机飞在空中，是无法像地面一样靠肉眼辨认方向的，而飞行中方向都看不清楚危险性极高，所以陀螺仪迅速得到了应用，成为飞行仪表的主要。江西抗震航姿仪