浙江船用惯导

类型：有不同类型的陀螺仪，包括：机械陀螺仪：使用旋转质量来产生角动量。微机电系统（MEMS）陀螺仪：使用微型制造技术制作的微型陀螺仪。光纤陀螺仪（FOG）：使用光的干涉原理来测量角速度。精度和灵敏度：陀螺仪的精度和灵敏度对于测量小角速度和角度变化至关重要。高精度陀螺仪可用于要求极高稳定性和精确度的应用，如航天器导航。其他用途：除了上述用途外，陀螺仪还可用于：医疗：监测患者运动和姿势；工业自动化：测量机器人臂和输送带的运动；运动捕捉：记录运动员或舞者的动作；陀螺仪，这个听起来似乎与古老玩具“陀螺”有着千丝万缕联系的设备，在现代科技中扮演着举足轻重的角色。陀螺仪在空间站、卫星等航天器中，为姿态控制和轨道测量提供关键支持。浙江船用惯导

我们以一个单轴偏航陀螺仪为例，探讨较简单的工作原理（图1）。两个正在运动的质点向相反方向做连续运动，如蓝色箭头所示。只要从外部施加一个角速率，就会产生一个与质点运动方向垂直的科里奥利力，如图中黄色箭头所示。产生的科里奥利力使感应质点发生位移，位移大小与所施加的角速率大小成正比。因为传感器感应部分的运动电极（转子）位于固定电极（定子）的侧边，上面的位移将会在定子和转子之间引起电容变化，因此，在陀螺仪输入部分施加的角速率被转化成一个专门使用电路可以检测的电参数。浙江船用惯导在地面车辆导航、水下探测器以及工业机器人中，陀螺仪也发挥着重要作用，提供姿态感知和运动控制支持。

人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope)，它在航海、航天、特种等各个领域有着普遍的应用。比如：回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动等。陀螺仪的种类很多，按用途来分，它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中，作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪主要用于飞行状态的指示，作为驾驶和领航仪表使用。陀螺仪还可分为压电陀螺仪，微机械陀螺仪，光纤陀螺仪和激光陀螺仪，它们都是电子式的，并且它们可以和加速度计，磁阻芯片，GPS，做成惯性导航控制系统。

MEMS陀螺仪，即硅微机电陀螺仪，绝大多数的MEMS陀螺仪依赖于相互正交的振动和转动引起的交变科里奥利力。MEMS(Micro-Electro-MechanicalSystems)是指集机械元素、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的完整微型机电系统。MEMS陀螺仪是利用coriolis定理，将旋转物体的角速度转换成与角速度成正比的直流电压信号，其主要部件通过掺杂技术、光刻技术、腐蚀技术、LIGA技术、封装技术等批量生产的。陀螺仪在科研领域也用于地质勘探、结构物监测和机器人技术的发展，扩展了其应用边界和功能。

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。作为稳定器，陀螺仪器能使列车在单轨上行驶，能减小船舶在风浪中的摇摆，能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器，陀螺仪器能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见，陀螺仪器的应用范围是相当普遍的，它在现代化的国家防护建设和国民经济建设中均占重要的地位。激光陀螺仪的精度较高，但成本相对较高，多用于航空航天等高精度场合。顶管导向惯性导航系统市场价格

光纤陀螺仪利用光纤环路的Sagnac效应，通过检测相位差来获得角速度信息。浙江船用惯导

测量的物理量:（1）角速度,测量的物理量是偏转、倾斜时的转动角速度；（2）方向：俯仰角（pitch）：绕x轴旋转；偏航角（yaw）：绕z轴旋转；翻滚角（roll）：绕y轴旋转；主要参数，通用参数（传感器）；线性误差：传感器测量值与实际物理值之间的误差；分辨率：可检测到的较小物理量单位；采样频率：单位时间内的采样次数。陀螺仪重要参数：量程：为角速度单位（dps，degree per second）；灵敏度（刻度因子）：较小分辨的角速度；灵敏度初始误差；灵敏度动态误差；非线性度：满量程的误差；初始零漂；零漂温度系数。浙江船用惯导