深入淺出的講解陀螺儀的工作原理

最近聽大牛的傳感器同事的陀螺儀專業講座，深入淺出的講解讓小編對陀螺儀的原理與應用有種頓悟趕腳，抽空整理部分內容，給對這個技術不太明了的小伙伴們科普下哦~

陀螺儀是用來測量角速率的器件，在加速度功能基礎上，可以進一步發展，構建陀螺儀。

陀螺儀的內部原理是這樣的：對固定指施加電壓，并交替改變電壓，讓一個質量塊做振蕩式來回運動，當旋轉時，會產生科里奧利加速度，此時就可以對其進行測量；這有點類似于加速度計，解碼方法大致相同，都會用到放大器。

• 角速率由科氏加速度測量結果決定

  • 科氏加速度 = 2 × (w × 質量塊速度)

  • w是施加的角速率(w = 2 πf)

• 通過14 kHz共振結構施加的速度（周期性運動）快速耦合到加速度計框架

  • 科氏加速度與諧振器具有相同的頻率和相位，因此可以抵消低速外部振動

• 該機械系統的結構與加速度計相似（微加工多晶硅）

• 信號調理（電壓轉換偏移）采用與加速度計類似的技術

施加變化的電壓來回移動器件，此時器件只有水平運動沒有垂直運動。如果施加旋轉，可以看到器件會上下移動，外部指將感知該運動，從而就能拾取到與旋轉相關的信號。

上面的動畫，只是抽象展示了陀螺儀的工作原理，而真實的陀螺儀內部構造是下面這個樣子，別不小心誤會了哦~

PS：陀螺儀可以三個一起設計，分別對應于所謂滾動、俯仰和偏航。任何了解航空器的人都知道，俯仰是指航空器的上下方向，偏航是指左右方向，滾動是指向左或向右翻滾。要正確控制任何類型的航空器或導彈，都需要知道這三個參數，這就會用到陀螺儀。它們還常常用于汽車導航，當汽車進入隧道而失去GPS信號時，這些器件會記錄您的行蹤。