陀螺儀現(xiàn)代發(fā)展如何?大佬帶你看MEMS微機械陀螺儀
在這篇文章中,小編將為大家?guī)?a href="/tags/陀螺儀" target="_blank">陀螺儀、MEMS微機械陀螺儀的相關報道。如果你對本文即將要講解的內(nèi)容存在一定興趣,不妨繼續(xù)往下閱讀哦。
一、陀螺儀
現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器,它是現(xiàn)代航空,航海,航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導航儀器,它的發(fā)展對一個國家的工業(yè),國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀,機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高,結構復雜,它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來,現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經(jīng)進入了一個全新的階段。1976年 等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設想,到八十年代以后,現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展,與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結構緊湊,靈敏度高,工作可靠等等優(yōu)點,關鍵部件和光纖陀螺儀同時發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外,還有現(xiàn)代集成式的振動陀螺儀,集成式的振動陀螺儀具有更高的集成度,體積更小,也是現(xiàn)代陀螺儀的一個重要的發(fā)展方向。
現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種,它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的:當光束在一個環(huán)形的通道中前進時,如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度,那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉(zhuǎn)動時,在不同的前進方向上,光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化,如果使不同方向上前進的光之間產(chǎn)生干涉來測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度,就可以制造出干涉式光纖陀螺儀,如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉,也就是通過調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉(zhuǎn)動速度,就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出,干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小,所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度,而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時,它的光程差較大,所以它所要求的光源必須有很好的單色性。
二、MEMS微機械陀螺儀與靜電陀螺儀
通過上面的介紹,想必大家對現(xiàn)代陀螺儀已經(jīng)具備了初步的認識。在這部分,我們來看看MEMS微機械陀螺儀和靜電陀螺儀的內(nèi)容。
1.MEMS微機械陀螺儀
說到微機械陀螺儀,這其實一般情況下說的是其制造的工藝,并不是原理方面的概述,也可以說是微機械陀螺儀在設計上還有他的原理存在是多種多樣的,上訴的大部分陀螺儀都可以做成微機械陀螺儀。但有一點可以肯定:微機械陀螺儀內(nèi)部沒有轉(zhuǎn)子結構,因為把轉(zhuǎn)子做成微小結構實在太難了。一般來說,比較常見的微機械陀螺儀采用的是振動物體測量加速度的方法。雖然身為高精度陀螺儀,體積小是它最大的優(yōu)點,擁有著可以像電路板一樣完成印制,也很方便集成。
2.靜電陀螺儀
雖然傳統(tǒng)的機械陀螺儀已經(jīng)滿足不了用戶、或是場景變換上的精度需求了,但并不意味著包含轉(zhuǎn)子結構的陀螺儀已經(jīng)完全退出了高精度陀螺儀隊伍當中。其身為機械陀螺儀的升級版本,靜電陀螺儀利用電場克服了轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的摩擦力,大大提高了陀螺儀的精度??上a(chǎn)難度較大,限制了其大規(guī)模的應用。
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