陀螺儀的前世今生，陀螺儀由1850年法國物理學家萊昂·傅科在研究地球自傳中獲得靈感而發(fā)明出來的，類似像是把一個高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個萬向支架上，靠陀螺的方向來計算角速度，和現(xiàn)在小巧的芯片造型大相徑庭。陀螺儀發(fā)明以后，首先被用在航海上（當年還沒有發(fā)明飛機），后來被用在航空上。因為飛機飛在空中，是無法像地面一樣靠肉眼辨認方向的，而飛行中方向都看不清楚危險性極高，所以陀螺儀迅速得到了應用，成為飛行儀表的主要。陀螺儀在航空航天領域的應用范圍普遍，如飛行器姿態(tài)控制、慣性導航系統(tǒng)等。高動態(tài)陀螺儀廠家
單自由度陀螺儀給陀螺增加了一個自由度，共有兩個自由度。單自由度陀螺儀模型如圖3所示，x、y、z分別為陀螺儀的三個周，x方向沒有自由度。轉(zhuǎn)子飛速轉(zhuǎn)動的動量H沿z軸方向。當基座繞z軸轉(zhuǎn)動或y軸轉(zhuǎn)動時，由于內(nèi)框架具有隔離運動作用，轉(zhuǎn)子不會隨著基座的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。當基座繞x軸轉(zhuǎn)動時，內(nèi)框架軸有一對力F作用在內(nèi)框架軸的兩端，形成力矩M_x，方向沿x軸方向。由于陀螺儀沒有該方向的轉(zhuǎn)動自由度，力矩M_x使陀螺儀繞內(nèi)框架進動，沿y軸方向。總之，單自由度陀螺儀可敏感缺少自由度方向的角速度。高動態(tài)陀螺儀廠家在飛行器制導系統(tǒng)中，陀螺儀發(fā)揮關(guān)鍵作用，確保飛行器按預定航線飛行。
陀螺儀是什么？陀螺儀器較早是用于航海導航，但隨著科學技術(shù)的發(fā)展，它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動控制系統(tǒng)中的一個敏感元件，即可作為信號傳感器。根據(jù)需要，陀螺儀器能提供準確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，以便駕駛員或用自動導航儀來控制飛機、艦船或航天飛機等航行體按一定的航線飛行，而在導彈、衛(wèi)星運載器或空間探測火箭等航行體的制導中，則直接利用這些信號完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。
陀螺儀有什么用，檢測和測量角速度以及方向？陀螺儀的主要作用是檢測和測量角速度以及方向，它在多個領域和設備中發(fā)揮著重要作用。陀螺儀是一種基于角動量守恒理論的裝置，通過高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子來感測和維持方向。它的基本工作原理是利用轉(zhuǎn)子的角動量來抗拒方向改變的趨向，從而實現(xiàn)對運動和方向的測量。陀螺儀不只在航空、航海等傳統(tǒng)領域中用于導航和姿態(tài)控制，而且在現(xiàn)代科技產(chǎn)品如智能手機、游戲手柄、虛擬現(xiàn)實設備中也扮演著重要角色。陀螺儀的特點之一是響應速度快，可實時反饋物體的角速度變化。
另一個內(nèi)部萬向節(jié)安裝在陀螺儀框架(外部萬向節(jié))中，以便圍繞其自身平面的軸方向進行樞軸轉(zhuǎn)動，且該軸方向總是垂直于陀螺儀框架(外部萬向節(jié))的樞軸線。由此這個內(nèi)部萬向節(jié)可以在兩個角度上自由旋轉(zhuǎn)。中心輪盤的旋轉(zhuǎn)軸向就是旋轉(zhuǎn)軸。轉(zhuǎn)子被限制為繞著一個總是垂直于內(nèi)部萬向節(jié)的軸方向上旋轉(zhuǎn)。所以轉(zhuǎn)子可以在三個角度上自由旋轉(zhuǎn)，其軸只有兩個。中心輪盤出入軸上所施加的力會通過輸出軸上的反作用力相應反饋出來。通過自行車的前輪，就可以很容易理解這些陀螺儀的運行。如果車輪偏離垂直方向，使車輪頂部向左移動，車輪的前緣也會向左轉(zhuǎn)動。換句話說，在一個轉(zhuǎn)動的輪盤的軸上的旋轉(zhuǎn)會產(chǎn)生第三個軸上的旋轉(zhuǎn)。陀螺儀的制造材料和技術(shù)不斷發(fā)展，使其在精度、尺寸、重量等方面不斷突破。高動態(tài)陀螺儀廠家
陀螺儀在導航系統(tǒng)中，可以提供準確的方向和位置信息，用于船舶、飛機等的導航。高動態(tài)陀螺儀廠家
測量的物理量:（1）角速度,測量的物理量是偏轉(zhuǎn)、傾斜時的轉(zhuǎn)動角速度；（2）方向：俯仰角（pitch）：繞x軸旋轉(zhuǎn)；偏航角（yaw）：繞z軸旋轉(zhuǎn)；翻滾角（roll）：繞y軸旋轉(zhuǎn)；主要參數(shù)，通用參數(shù)（傳感器）；線性誤差：傳感器測量值與實際物理值之間的誤差；分辨率：可檢測到的較小物理量單位；采樣頻率：單位時間內(nèi)的采樣次數(shù)。陀螺儀重要參數(shù)：量程：為角速度單位（dps，degree per second）；靈敏度（刻度因子）：較小分辨的角速度；靈敏度初始誤差；靈敏度動態(tài)誤差；非線性度：滿量程的誤差；初始零漂；零漂溫度系數(shù)。高動態(tài)陀螺儀廠家
