陀螺仪传感器原理及分类

　　陀螺仪传感器原理及分类

　　陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。现代陀螺仪可以精确地确定运动物体的方位的仪器，它在现代航空，航海，航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。传统的惯性陀螺仪主要部分有机械式的陀螺仪，而机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高。70年代提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到八十年代以后，光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展，激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。光纤陀螺仪具有结构紧凑，灵敏度高，工作可靠。光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪，成为现代导航仪器中的关键部件。光纤陀螺仪发展的除了环式激光陀螺仪外。

　　基本部件

　　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，刚体上有一个方向支点，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。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪，

　　陀螺仪的基本部件有

　　(1)陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并见其转速近似为常值);

　　(2)内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构);

　　(3)附件(是指力矩马达、信号传感器等)。

　　传感器分类

　　根据框架的数目和支承的形式以及附件的性质决定陀螺仪的类型有

　　(一)、二自由度陀螺仪(只有一个框架，使转子自转轴具有一个转动自由度)。

　　根据二自由度陀螺仪中所使用的反作用力矩的性质，可以把这种陀螺仪分成三种类型

　　1、积分陀螺仪(它使用的反作用力矩是阻尼力矩);2、速率陀螺仪(它使用的反作力矩是弹性力矩);3、无约束陀螺(它仅有惯性反作用力矩);

　　除了机、电框架式陀螺仪以外，还出现了某些新型陀螺仪，如静电式自由转子陀螺仪，挠性陀螺仪，激光陀螺仪等。

　　(二)、三自由度陀螺仪(具有内、外两个框架，使转子自转轴具有两个转动自由度。在没有任何力矩装置时，它就是一个自由陀螺仪)。