陀螺儀英文名Gyroscope，是一種用來傳感和維持方向的裝置設備。陀螺儀是由一個位于軸心且可旋轉的輪子構成。 陀螺儀一旦開始旋轉，由于輪子的角動量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向。陀螺儀可分為單軸陀螺儀和三軸陀螺儀，單軸陀螺儀只能測量一個方，系統(tǒng)測試三維空間就需要三個。而三軸陀螺儀就可以同時測量6個方向。三軸陀螺儀多用于航海、航天等導航、定位系統(tǒng)，它能夠精確地確定運動物體的方位。如今也多用于智能手機當中。

三軸陀螺儀基于微機電系統(tǒng)(MEMS)技術或光學原理工作。它通常由三個獨立的感測器組成，每個感測器測量物體圍繞一個軸的旋轉速度。這些感測器可以是微機電系統(tǒng)加速度計、角速度計或由光學器件組成的模塊。當物體旋轉時，每個軸上的感測器產(chǎn)生相應的電信號。這些信號經(jīng)過處理后，可以得出物體在每個軸上的角速度值。通過同時測量三個軸上的角速度，三軸陀螺儀可以提供準確的角速度信息，用于定位、導航、姿態(tài)控制和平衡等應用。三軸陀螺儀在眾多領域中得到廣泛應用，包括無人機、機器人、可穿戴設備、醫(yī)療設備、游戲控制器等。它的高精度和快速響應使其成為許多導航和姿態(tài)控制系統(tǒng)的關鍵組成部分。

在工程上，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年美國Utah大學的Vali和Shorthill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。由于光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，所以目前光纖陀螺儀在很多的領域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀，成為現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件。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動速度，那么光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉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)路的轉動速度，這樣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。

三軸陀螺儀在許多應用中發(fā)揮著重要的作用，其主要功能如下：

姿態(tài)感知和控制：三軸陀螺儀可以檢測物體的旋轉速度，提供關于物體姿態(tài)(如俯仰、橫滾和偏航)的信息。這對于姿態(tài)控制、平衡調(diào)節(jié)和導航非常關鍵。例如，在飛行器或機器人中使用陀螺儀來穩(wěn)定飛行或保持平衡。

運動檢測和跟蹤：三軸陀螺儀可以檢測物體的加速度變化，從而提供關于物體的線性運動和姿態(tài)的信息。這對于運動檢測、手勢識別、動作捕捉等應用非常有用。它被廣泛應用于游戲控制器、運動追蹤設備和虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中。

導航和定位：三軸陀螺儀結合其他傳感器(如加速度計、磁力計和GPS)可以提供更準確的導航和定位信息。陀螺儀可以用于測量轉動速度，并結合其他傳感器的數(shù)據(jù)來估計物體的位置、方向和運動軌跡。這在無人機、航空航天、汽車導航和智能手機中的導航應用中發(fā)揮著重要作用。

手持設備穩(wěn)定性：三軸陀螺儀在手持設備中用于穩(wěn)定圖像和視頻。通過檢測設備的旋轉和晃動，陀螺儀可以自動調(diào)整圖像穩(wěn)定器和防抖功能，提供更平滑和穩(wěn)定的圖像和視頻質量。

總之，三軸陀螺儀在許多領域中都是關鍵的傳感器，用于姿態(tài)控制、運動檢測、導航和定位，以及圖像穩(wěn)定等應用。它提供的角速度信息對于實現(xiàn)精確的控制和感知非常重要。