愛(ài)普生陀螺儀的工作原理及未來(lái)發(fā)展方向

陀螺儀-如何工作及未來(lái)發(fā)展方向
 
 
陀螺儀(GYRO)                                     
也稱為角速率傳感器或角速度傳感器，是檢測(cè)角速度的裝置。

 
陀螺儀能感知旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，檢測(cè)方向上的變化，這些都是我們難以察覺(jué)的。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，角速度是每單位時(shí)間的旋轉(zhuǎn)角度的變化。角速度通常以deg / s（度/秒）表示。
 

Gyro automotive  
Gyro standard
陀螺儀的種類                                  
陀螺儀傳感器有多種類型。 這里，按尺寸和性能繪制成下圖

 
微型高精度振動(dòng)陀螺儀傳感器是必不可少的。
近年來(lái)，振動(dòng)陀螺儀傳感器已經(jīng)進(jìn)入用于緊湊視頻和靜態(tài)照相機(jī)的相機(jī)抖動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，用于視頻游戲的運(yùn)動(dòng)感測(cè)以及車(chē)輛電子穩(wěn)定性控制（防滑）系統(tǒng)等。
 
 
 
振動(dòng)陀螺儀                                                           
振動(dòng)陀螺儀通過(guò)施加到振動(dòng)元件的科里奧利力來(lái)感測(cè)角速度。 因此，測(cè)量角速度的精度根據(jù)元件材料和結(jié)構(gòu)差異而顯著不同。 在這里，我們簡(jiǎn)要描述振動(dòng)陀螺儀中使用的主要元件類型。
振動(dòng)陀螺儀中使用的元件類型
振動(dòng)陀螺儀制造商正在使用各種材料和結(jié)構(gòu)，以設(shè)計(jì)具有良好特性的緊湊，高精度陀螺儀傳感器，包括：
• 比例因子
•溫度-頻率系數(shù)
•體積小巧
•抗沖擊性
•穩(wěn)定性
•噪音特性
 
 

	材質(zhì)	結(jié)構(gòu)
壓電換能器	晶體	雙T 音叉 H型音叉
	陶瓷	棱柱   圓柱
硅傳感器	硅	每家公司都使用不同的結(jié)構(gòu)

 
角速度傳感器如何工作（在振動(dòng)陀螺中）                 
振動(dòng)陀螺儀傳感器通過(guò)施加到振動(dòng)物體的科里奧利力來(lái)感測(cè)角速度。
在這里，我們以愛(ài)普生的雙T結(jié)構(gòu)晶體元件為例，解釋它是如何工作的。
 
 
 
 
1.通常，驅(qū)動(dòng)臂在某個(gè)方向上振動(dòng)。

2. 旋轉(zhuǎn)方向

3. 當(dāng)陀螺儀旋轉(zhuǎn)時(shí)，科里奧利力作用在驅(qū)動(dòng)臂上，產(chǎn)生垂直振動(dòng)。

4. 靜止部分由于垂直驅(qū)動(dòng)臂振動(dòng)而彎曲，在傳感臂中產(chǎn)生傳感運(yùn)動(dòng)。

5. 一對(duì)傳感臂的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電位差，從該電位差感測(cè)角速度。 角速度被轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并作為電信號(hào)輸出。

 
 
 
陀螺儀應(yīng)用                                    
 
 
陀螺儀應(yīng)用主要有以下三種

1. 角速度測(cè)量

感知產(chǎn)生的角速度量。用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)量本身。檢查運(yùn)動(dòng)。

2. 角度測(cè)量

感應(yīng)傳感器自身運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的角速度。 通過(guò)CPU的集成操作檢測(cè)角度。移動(dòng)的角度被饋送到應(yīng)用程序并在應(yīng)用程序中反映。例如）汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、游戲控制器。

3. 控制機(jī)制

感應(yīng)外部因素產(chǎn)生的振動(dòng)，并將振動(dòng)數(shù)據(jù)作為電信號(hào)傳輸?shù)紺PU。用于校正對(duì)象的方向或平衡。例如）相機(jī)抖動(dòng)校正、車(chē)輛控制
 
有趣的事實(shí)
應(yīng)用中的角速度示例：
•汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)：~10度/秒
•車(chē)輛控制：~30度/秒
•相機(jī)抖動(dòng)校正：~100 deg / s
•游戲控制器：約300度/秒
•感受高爾夫頂級(jí)球員的揮桿：約3,000度/秒