陀螺儀原理.doc

陀螺儀原理 ，陀螺儀原理。
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第 1頁 2015/1/18
一、引言 陀螺儀作為一種慣性測量器件，是慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)和慣性測量系統(tǒng)的核心部件，廣泛應(yīng)用于軍事和 民用領(lǐng)域。
傳統(tǒng)的陀螺儀體積大、功耗高、易受干擾，穩(wěn)定性較差，最近美國模擬器件公司推出了一種新型 速率陀螺芯片ADXRS，它只有7mm×7mm×3mm大小，采用BGA- 32封裝技術(shù)，這種封裝至少要比任何其他具有同類性能的陀螺儀小100倍，而且功耗為30mW，重量僅0.5g ，能夠很好的克服傳統(tǒng)陀螺儀的缺點。
由ADXRS芯片組成的角速度檢測陀螺儀能夠準確的測量角速度，此 外還可以利用該陀螺儀對角度進行測量，實驗取得了良好的結(jié)果。

二、陀螺儀的原理和構(gòu)造 ADXRS系列陀螺儀是由美國模擬器件公司制造，采用集成微電子機械系統(tǒng)(iMEMS)專利工藝和BIMO S工藝的角速度傳感器，內(nèi)部同時集成有角速率傳感器和信號處理電路。
與任何同類功能的陀螺儀相比，AD XRS系列陀螺儀具有尺寸小、功耗低、抗沖擊和振動性好的優(yōu)點。

1、科里奧利加速度 ADXRS系列陀螺儀利用科里奧利(Coriolis)加速度來測量角速度，科里奧利效應(yīng)原理如圖1所示。
假設(shè) 某人站在一個旋轉(zhuǎn)平臺的中心附近，他相對地面的速度用圖1箭頭的長度所示。
如果移動到平臺外緣的某一 點，他相對地面的速度會增加，如圖1較長的箭頭所示。
由徑向速度引起的切向速度的速率增加，這就是科 里奧利加速度。
設(shè)角速度為w科里奧利加速度的一半，另一般來自徑向速度的改變，二者總和為2wv旋轉(zhuǎn)平 臺必須施加一個大小為2Mwv科里奧利加速度，并且該人將受到大小相等的反作用力。
的力來產(chǎn)生。
如果人 的質(zhì)量為M，該，平臺半徑為r，則切向速度為wr，如果以速度v沿徑向r移動，將產(chǎn)生一個切向加速度wv，這 僅是第 2頁 8