几种高精度陀螺仪的应用和分析

2018-11-9 16:05:25

2461 陀螺仪

　　关于高精度陀螺仪有两种方法，一种是民间询问得知误差1°-2°算高精度陀螺仪。
　　还有一种说法，陀螺仪根本不测量角度，什么误差多少度都不是严谨的说法，陀螺仪的原始数据是角速度，单位弧度每秒，把iphone放桌子上原始数据在0.01～－0.01之间浮动，这个数据需要软件过滤，灵敏度高了就会出现－1。
　　几种高精度陀螺仪介绍

　　目前，陀螺仪技术正在由传统的机械转子陀螺向以光学陀螺仪为代表的新型陀螺仪转变，本文便简要为您介绍几种处在技术领域前沿的新型陀螺仪技术，希望能够帮您开阔视野。了解到陀螺仪技术的最新进展。
　　我们知道，陀螺仪的基本原理是利用高速转子的惯性，即物体具有抗拒对其运动方向做任何改变的性质，这使得转子趋向于保持其转轴方向，然后用多种方法读出转轴所指示的方向，从而测量出角速度或者角运动。
　　由于传统机械式转子陀螺仪的制造工艺和结构都很复杂、体积和质量也较大，精度也受到很多因素的限制，越来越难满足现代惯性技术的发展。因此，人们从20世纪60年代开始探索新型陀螺仪技术，已取得了不错的成果，特别是以下几种比较有代表性的新型陀螺仪。

　　环形激光陀螺仪

　　氦-氖环形激光陀螺仪
　　相比传统机械式转子陀螺仪，这类陀螺仪的主要优点是无机械转子，少于20个部件使其结构变得简单，抗振动性能好，启动快，可靠性高，数字输出。此外，一些研究人员还提出用固态增益介质替换氦-氖气体，能够使陀螺仪的工作寿命更长、成本更低和制造更简单，这种陀螺也被称为固态环形激光陀螺仪（固态RLG）。
　　目前，基于氦-氖环形激光陀螺仪的惯性导航系统已经广泛应用在航空和航海导航、战略导弹的导航、制导与控制领域，成为主要的高性能陀螺仪之一。

　　光纤陀螺仪
　　光从20世纪60年代开始，美国海军研究办公室希望发展一种比氦-氖环形激光陀螺仪的成本更低、制造流程更简单、精度更高的光纤角速度传感器，也就是俗称的光纤陀螺。目前，最为常见的光纤陀螺仪是相敏光纤陀螺仪，通过测量在一个光纤线圈中的两束反向传播光束的相移以敏感载体转动，从而计算出其角速率。因此，光纤陀螺仪的精度主要取决于其采用的光纤种类和光电检测系统，偏值一般处于0.001度/时-0.0002度/时之间。
　　现在，光纤陀螺仪已经被广泛应用于鱼雷、潜艇和航天器等。
　　集成光学陀螺仪
　　随着集成光路的发展，可在单块芯片上实现非常复杂的功能，可以将几毫米直径的集成环形腔激光器、光电检测电路都集成在同一芯片上，作为集成光学陀螺仪的敏感元件，这样可以大大减小现有光学陀螺仪的质量和尺寸，降低成本和功耗，更好地控制热效应，增加可靠性，因此利用集成光学技术制造的光学陀螺仪具有良好的发展前景。
　　目前，围绕着集成环形腔激光器已经展开了广泛的研究，但是关键技术还有待突破。
　　此外，包括核磁谐振和超流体等的尖端技术也已经得到了验证，未来也将在新型陀螺仪上得到应用。
　结语

　　虽然陀螺的诞生至今已有100多年的历史，但近几十年陀螺及其相关技术才得到快速发展，特别在20世纪80年代以后更是突飞猛进。20世纪90年代以后，光纤陀螺技术发展迅速，是今后发展的主要方向。陀螺技术不但在军事、航空、航天领域发挥着巨大作用，而且在国民经济的其它领域中也获得应用，为国民经济的发展发挥着重要作用。