陀螺儀的工作原理--mems陀螺儀原理
陀螺儀的工作原則是根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸的方向旋轉(zhuǎn)在沒有外力來影響時，它不會改變。人們根據(jù)這個原因，用它來可以保持方向性制造出來的東西就是陀螺儀。比如我們在騎自行車實際上是按照這個原則的。車輪快變得更不容易跌倒，因為車軸有一股保持水平的力量。在陀螺儀時，要給他一個力，使它旋轉(zhuǎn)起來，及快速轉(zhuǎn)動，一般可達到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)，工作時間特別長。然后使用多種方法可以讀取軸指出的方向，并自動將信號傳輸給控制系統(tǒng)。通過控制系統(tǒng)的分析，就可以很輕松得到當前方向，被廣泛應(yīng)用于航空、航海、航天和國防工業(yè)等領(lǐng)域。
陀螺儀主要有機械式陀螺儀、光纖式陀螺儀、環(huán)式激光陀螺儀、mems陀螺儀、集成式振動陀螺儀等，其中光纖式陀螺儀又分為干式陀螺儀和諧振陀螺儀兩種。現(xiàn)在分別介紹如下：
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(jié)構(gòu)的要求很高，結(jié)構(gòu)復(fù)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(shè)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(jié)構(gòu)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(lǐng)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(guān)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，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(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。本文本只是初步介紹了陀螺儀的工作原理，隨著科技的進步，中國也能自己制造陀螺了，命名為“動芯”。mems陀螺儀等
