陀螺仪传感器基础教程

陀螺仪的原理是，当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根据这个道理，可以用陀螺仪来保持方向。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。在现实生活中，骑自行车便是利用了这个原理。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。现代陀螺仪是可以精确地确定运动物体的方位的仪器，也是在现代航空、航海、航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。传统的惯性陀螺仪的主要部分是机械式的陀螺仪，而机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高。20世纪70年代提出了现代光纤陀螺仪的基本设想，到80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，工作可靠的特点。光纤陀螺仪在很多的领域中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。

根据框架的数目和支承的形式以及附件的性质进行划分，陀螺仪传感器的主要类型如下

（1）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为如下所示的3种类型。

● 积分陀螺仪（它使用的反作用力矩是阻尼力矩）。

● 速率陀螺仪（它使用的反作力矩是弹性力矩）。

● 无约束陀螺（它仅有惯性反作用力矩）。

另外，除了机、电框架式陀螺仪外还出现了某些新型陀螺仪，例如静电式自由转子陀螺仪、挠性陀螺仪和激光陀螺仪等。(www.xing528.com)

（2）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。

在当前技术水平条件下，陀螺仪传感器主要被用于如下两个领域。

（1）国防工业

陀螺仪传感器原本是运用到直升机模型上的，而它已经被广泛运用于手机这类移动便携设备上。现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，所以陀螺仪传感器是现代航空、航海、航天和国防工业应用中的必不可少的控制装置。陀螺仪传感器是法国的物理学家莱昂·傅科在研究地球自转时命名的，到如今一直是航空和航海上航行姿态及速率等最方便实用的参考仪表。

（2）开门报警器

陀螺仪传感器可以测量开门的角度，当门被打开一个角度后会发出报警声，或者结合GPRS模块发送短信以提醒门被打开。另外，陀螺仪传感器集成了加速度传感器的功能，当门被打开的瞬间，将产生一定的加速度值，陀螺仪传感器将会测量到这个加速度值，达到预设的门槛值后，将发出报警声，或者结合GPRS模块发送短信以提醒门被打开。报警器内还可以集成雷达感应测量功能，只要有人进入房间内移动时就会被雷达测量到。