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動畫演示陀螺儀的工作原理,一分鐘弄懂

發(fā)布時間:2018-01-26 責任編輯:wenwei

【導讀】陀螺儀是用來測量角速率的器件,在加速度功能基礎上,可以進一步發(fā)展,構(gòu)建陀螺儀。最近聽大牛的傳感器同事的陀螺儀專業(yè)講座,深入淺出的講解讓小編對陀螺儀的原理與應用有種頓悟趕腳,抽空整理部分內(nèi)容,給對這個技術(shù)不太明了的小伙伴們科普下哦~
 
動畫演示陀螺儀的工作原理,一分鐘弄懂
 
陀螺儀的內(nèi)部原理是這樣的:對固定指施加電壓,并交替改變電壓,讓一個質(zhì)量塊做振蕩式來回運動,當旋轉(zhuǎn)時,會產(chǎn)生科里奧利加速度,此時就可以對其進行測量;這有點類似于加速度計,解碼方法大致相同,都會用到放大器。
 
  • 角速率由科氏加速度測量結(jié)果決定
  • 科氏加速度 = 2 × (w × 質(zhì)量塊速度)
  • w是施加的角速率(w = 2 πf)
  • 通過14 kHz共振結(jié)構(gòu)施加的速度(周期性運動)快速耦合到加速度計框架
  • 科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位,因此可以抵消低速外部振動
  • 該機械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與加速度計相似(微加工多晶硅)
  • 信號調(diào)理(電壓轉(zhuǎn)換偏移)采用與加速度計類似的技術(shù)
 
施加變化的電壓來回移動器件,此時器件只有水平運動沒有垂直運動。如果施加旋轉(zhuǎn),可以看到器件會上下移動,外部指將感知該運動,從而就能拾取到與旋轉(zhuǎn)相關的信號。
 
動畫演示陀螺儀的工作原理,一分鐘弄懂
 
上面的動畫,只是抽象展示了陀螺儀的工作原理,而真實的陀螺儀內(nèi)部構(gòu)造是下面這個樣子,別不小心誤會了哦~
 
動畫演示陀螺儀的工作原理,一分鐘弄懂
 
動畫演示陀螺儀的工作原理,一分鐘弄懂
 
PS:陀螺儀可以三個一起設計,分別對應于所謂滾動、俯仰和偏航。任何了解航空器的人都知道,俯仰是指航空器的上下方向,偏航是指左右方向,滾動是指向左或向右翻滾。要正確控制任何類型的航空器或?qū)?,都需要知道這三個參數(shù),這就會用到陀螺儀。它們還常常用于汽車導航,當汽車進入隧道而失去GPS信號時,這些器件會記錄您的行蹤。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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