甘肃抗电磁惯导

陀螺仪的发展历程：机械式 → 小型芯片状。1850年，法国物理学家，莱昂·傅科，发现高速转动中的转子由于惯性作用，其旋转轴永远指向固定方向，故用希腊字gyro（旋转）和skopein（看）来命名这种设备，即陀螺仪（gyro scope），并利用陀螺仪验证了地球的自转运动。1908年，德国科学家，赫尔曼·安许茨·肯普费，设计一种单转子摆式陀螺，该系统可以凭借重力力矩自动寻找方向，解决了舰船导航的问题。二战期间，德国，利用陀螺仪，为V-2火箭装备了惯性制导系统，实现陀螺仪技术在导弹制导领域的初次应用。使用陀螺仪确定方向和角速度，使用加速度计计算加速度，计算得出飞弹飞行的距离与路线，同时控制飞行姿态，以争取让飞弹落到想去的地方陀螺仪在机器人平衡控制中起关键作用，如两轮自平衡车。甘肃抗电磁惯导

这种光程差的产生源于相对运动带来的路径差异。当光纤环圈静止时，顺时针(CW)和逆时针(CCW)传播的两束光经历完全相同的光程，同时到达耦合器，形成特定的干涉图样。然而，当光纤环圈旋转时，耦合器分光点也随之移动，导致CW和CCW光束的实际传播路径长度不同——与旋转方向相同的光束需要追赶"逃离"的分光点，而反向传播的光束则迎向"接近"的分光点。这种路径差异较终表现为两束光之间的相位差，其大小与旋转角速度成正比。Sagnac效应的数学表达式为：Δφ=(8πNAΩ)/(λc)，其中Δφ是相位差，N是光纤环圈匝数，A是环圈面积，Ω是旋转角速度，λ是光波长，c是光速。这一公式清晰地表明，通过检测相位差Δφ，可以精确计算出环圈的旋转角速度Ω。船用惯导市场价格微机电陀螺仪（MEMS）体积小、成本低，普及于消费电子。

陀螺仪在航空飞行领域的应用：由于各种电子设备和电脑控制的高科技发展，各种现代飞机的设计大多数都是静不稳定的，必须利用电子设备和电脑来辅助控制来使飞机取得良好的飞行控制。这种飞机单纯依靠飞行员手指来控制难度会加大。飞机虽然仍能飞行，但是会出现不同程度的摇晃不定，总是处于一种不稳定的飞行状态。有时重心设定的不太准确，稍微有差别，也会使飞机飞行不太稳定。空中有各种乱流，也会使飞机飞行不够稳定，这时就使用陀螺仪增稳，飞机就会一直平稳的飞行，让飞行员感觉更容易操控飞机，做出各种动作也更加标准。

单自由度陀螺仪给陀螺增加了一个自由度，共有两个自由度。单自由度陀螺仪模型如图3所示，x、y、z分别为陀螺仪的三个周，x方向没有自由度。转子飞速转动的动量H沿z轴方向。当基座绕z轴转动或y轴转动时，由于内框架具有隔离运动作用，转子不会随着基座的转动而转动。当基座绕x轴转动时，内框架轴有一对力F作用在内框架轴的两端，形成力矩M_x，方向沿x轴方向。由于陀螺仪没有该方向的转动自由度，力矩M_x使陀螺仪绕内框架进动，沿y轴方向。总之，单自由度陀螺仪可敏感缺少自由度方向的角速度。陀螺仪可检测建筑物倾斜，用于结构安全监测。

普遍使用的MEMS陀螺（微机械）可应用于航空、航天、航海、兵器、汽车、生物医学、环境监控等领域。并且MEMS陀螺相比传统的陀螺有明显的优势：1.体积小、重量轻。适合于对安装空间和重量要求苛刻的场合，例如弹载测量等。2.低成本。3.高可靠性。内部无转动部件，全固态装置，抗大过载冲击，工作寿命长。4.低功耗。5.大量程。适于高转速大g值的场合。6.易于数字化、智能化。可数字输出，温度补偿，零位校正等。从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动。工业机器人利用陀螺仪校准机械臂姿态，提升加工精度。船用惯导市场价格

陀螺仪在桥梁健康监测中检测结构扭转和变形。甘肃抗电磁惯导

高速转动的刚体被大家称为陀螺，利用支撑架增加一个或两个自由度制作而成的陀螺仪具有特殊的性质：定轴性、进动性，利用这两个性质根据牛顿定律可以计算出某一方向的角速度。惯性器件一：陀螺仪敏感角速度原理-有驾定轴性：高速运转的刚体在不受外力矩的作用下旋转轴方向相对惯性空间不变。进动性：陀螺仪转子高速转动时，陀螺仪内环轴方向受力后，陀螺主轴绕外环轴转动；外环轴方向受力后，陀螺主轴绕内环转动。这与转子静止时不同。甘肃抗电磁惯导