激光陀螺儀,它的結構原理與上面幾種陀螺儀完全不同。激光陀螺實際上是一種環形激光器,沒有高速旋轉的機械轉子,但它利用激光技術測量物體相對于慣性空間的角速度,具有速率陀螺儀的功能。激光陀螺儀的結構和工作是:用熱膨脹系數極小的材料制成三角形空腔。在空腔的各頂點分別安裝三塊反射鏡,形成閉合光路。腔體被抽成真空,充以氦氖氣,并裝設電極,形成激光發生器。激光發生器產生兩束射向相反的激光。當環形激光器處于靜止狀態時,兩束激光繞行一周的光程相等,因而頻率相同,兩個頻率之差(頻差)為零,干涉條紋為零。當環形激光器繞垂直于閉合光路平面的軸轉動時,與轉動方向一致的那束光的光程延長,波長增大,頻率降低;另一束光則相反,因而出現頻差,形成干涉條紋。單位時間的干涉條紋數正比于轉動角速度。激光陀螺的漂移率低達0.1~0.01度/時,可靠性高,不受線加速度等的影響,已在飛行器的慣性導航中得到應用,是很有發展前途的新型陀螺儀。與其他傳感器(如加速度計)相結合,陀螺儀能實現更為精確的姿態解算。自動化采煤慣性導航系統供應商
各種陀螺儀的應用:陀螺儀發明后首先應用在飛機上,后來又被用在導彈上,采用陀螺儀確定方向和角度,就可計算出飛行路線,從而進行姿態控制。手機陀螺儀就是把機械陀螺儀縮小了裝在手機主板上的,其實我也是這么想的,但永遠不要低估科技的力量,現在都發展到有激光陀螺儀,光纖陀螺儀,以及微機電陀螺儀,雖然還叫陀螺儀,但其原理跟機械陀螺儀完全不一樣,激光陀螺儀的原理是利用光程差來測量旋轉角速度,在閉合光路中,由同一光源發出的沿順時針方向和反時針方向傳輸的兩束光和光干涉,利用檢測相位差或干涉條紋的變化,就可以測出閉合光路旋轉角速度。主要用于航空,航天,國家防護等檔次高領域。廣東盾構導向航姿儀智能手機內置陀螺儀,實現屏幕自動旋轉與游戲體感操作。
環境適應性:抗電磁干擾、耐沖擊振動,IP67防護等級適應極端工況。在技術實現層面,ARHS系列通過光源(SLD)、保偏光纖環圈、Y波導集成光學器件及高速A/D/D/A轉換模塊構建閉環系統。其中,保偏光纖環圈通過偏振態維持技術消除雙折射誤差,Y波導器件實現光路分束與相位調制的精確控制。探測器采集的干涉信號經24位A/D轉換后,由數字信號處理單元實時解算角速度,并通過D/A反饋回路調整相位調制量,形成閉環控制。這種全數字化架構明顯提升了信噪比和零偏穩定性,使得零偏穩定性優于0.005°/h,角度隨機游走系數低至0.003°/√h。
技術優勢的多維度突破:結構緊湊與能效優化:全數字保偏閉環設計使ARHS系列陀螺儀的體積縮減至傳統產品的1/5(尺寸≤150×150×50mm),重量降低至1.2kg。其功耗只8W,較機械陀螺儀節能60%,特別適合無人機、微型機器人等對載荷敏感的移動平臺。智能化與兼容性:內置的強耦合組合導航算法支持GPS/INS緊組合模式,可在衛星信號中斷時(如隧道、城市峽谷)提供連續導航。數字信號處理模塊兼容RS-422/485、CAN總線及以太網協議,便于集成至船舶導航系統、自動駕駛平臺等復雜控制系統。高爾夫揮桿分析儀利用陀螺儀,評估動作規范性。
主要工作原理:角動量守恒定律,角動量守恒定律是指系統所受合外力矩為零時系統的角動量保持不變。角動量的定義:物體矢徑和其動量的叉積:(1)矢量的計算:叉積和點積,假設a、b為兩個矢量,之間的夾角為θ,則點積:a · b = abcosθ(標量),叉積:a x b = absinθ(矢量,方向由右手螺旋定則決定,四指由a彎向b,大拇指方向即為叉積方向)。(2)角動量計算:物體矢徑和動量的叉積,r為矢徑,數值為物體到旋轉中心的距離,方向為旋轉中心指向物體的方向矢量;p為動量,數值為物體質量與線速度的乘積p=mv,方向為線速度v的方向;以該圖的方向為例,依據角動量公式,可以得到角動量L的方向為豎直向上。(3)陀螺的角動量守恒,假設一個陀螺不受空氣阻力(合外力力矩=0),陀螺與地面的接觸面無限小(矢徑=0),則角動量的合力矩為0,即角動量守恒。早期飛機用陀螺地平儀判斷俯仰和滾轉姿態。自動化采煤慣性導航系統供應商
陀螺儀可以用于地震監測和結構健康監測,提供準確的振動和位移測量。自動化采煤慣性導航系統供應商
在現代導航和控制系統中,陀螺儀作為關鍵的慣性測量設備,發揮著不可或缺的作用。它們普遍應用于船舶導航、車載導航、隧道挖掘等領域,為各種動態測量提供精確的數據支持。艾默優(Aimer)推出的ARHS系列陀螺儀,以其高性能和高精度,成為業內備受矚目的產品。本文將深入探討ARHS系列陀螺儀的主要技術,特別是其全數字保偏閉環光纖陀螺儀的工作原理、結構組成及其在實際應用中的優勢。陀螺儀的基本概念:陀螺儀是一種能夠測量物體角速度和角位移的設備,普遍用于導航、姿態控制和動態測量等場合。傳統的機械陀螺儀通過旋轉部件來實現測量,而現代的光纖陀螺儀則利用光學原理進行測量,相較于機械陀螺儀具有更高的精度和可靠性。自動化采煤慣性導航系統供應商