陀螺儀感測器

對於不熟悉這類產品的人來說，陀螺儀感測器是一個簡單易用的基於自由空間移動和手勢的定位和控制系統。在假想的平面上揮動滑鼠，屏幕上的游標就會跟著移動，並可以繞著鏈接畫圈和點擊按鍵。當你正在演講或離開桌子時，這些操作都能夠很方便地實現。陀螺儀感測器原本是運用到直升機模型上的，已經被廣泛運用於手機這類移動便攜設備上（IPHONE的三軸陀螺儀技術）。

陀螺儀的原理就是，一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。人們根據這個道理，用它來保持方向。然後用多種方法讀取軸所指示的方向，並自動將數據信號傳給控制系統。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。現代陀螺儀可以精確地確定運動物體的方位的儀器，它在現代航空，航海，航天和國防工業中廣泛使用的一種慣性導航儀器。傳統的慣性陀螺儀主要部分有機械式的陀螺儀，而機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高。70年代提出了現代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以後，光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發展，激光諧振陀螺儀也有了很大的發展。光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠。光纖陀螺儀在很多的領域已經完全取代了機械式的傳統的陀螺儀，成為現代導航儀器中的關鍵部件。光纖陀螺儀同時發展的除了環式激光陀螺儀外。

從力學的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個方向支點，而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉動，所以陀螺的運動是屬於剛體繞一個定點的轉動運動。更確切地說，一個繞對稱軸高速旋轉的飛輪轉子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺的自轉軸有角轉動的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。

陀螺儀的基本部件有：

（1）陀螺轉子（常採用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉，並見其轉速近似為常值）；

（2）內、外框架（或稱內、外環，它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構）；

（3）附件（是指力矩馬達、信號感測器等）。

根據框架的數目和支承的形式以及附件的性質決定陀螺儀的類型有：

（一）、二自由度陀螺儀(只有一個框架，使轉子自轉軸具有一個轉動自由度)。

根據二自由度陀螺儀中所使用的反作用力矩的性質，可以把這種陀螺儀分成三種類型：

1、積分陀螺儀(它使用的反作用力矩是阻尼力矩)；2、速率陀螺儀(它使用的反作力矩是彈性力矩)；3、無約束陀螺(它僅有慣性反作用力矩)；

除了機、電框架式陀螺儀以外，還出現了某些新型陀螺儀，如靜電式自由轉子陀螺儀，撓性陀螺儀，激光陀螺儀等。

（二）、三自由度陀螺儀(具有內、外兩個框架，使轉子自轉軸具有兩個轉動自由度。在沒有任何力矩裝置時，它就是一個自由陀螺儀)。

現代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，它是現代航空，航海，航天和國防工業中廣泛使用的一種慣性導航儀器，它的發展對一個國家的工業，國防和其它高科技的發展具有十分重要的戰略意義。傳統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構的要求很高，結構複雜，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，現代陀螺儀的發展已經進入了一個全新的階段。1976年科學家提出了現代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以後，現代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發展，與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發展。由於光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優點。和光纖陀螺儀同時發展的除了環式激光陀螺儀外，還有現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，也是現代陀螺儀的一個重要的發展方向。

首先陀螺儀感測器最主要的特性是它的穩定性和進動性。

我們可以從兒童玩的地陀螺中發現高速旋轉的陀螺可以豎直不倒而保持與地面垂直，這就反映出陀螺運動時候的穩定性。研究陀螺儀運動特性的理論是繞定點運動剛體動力學的一個分支，它以物體的慣性為基礎，研究旋轉物體的動力學特性。可以說陀螺儀感測器是一個簡單易用的基於自由空間移動和手勢的定位和控制系統。

1、國防工業

陀螺儀感測器原本是運用到直升機模型上的，而它已經被廣泛運用於手機這類移動便攜設備上，不僅僅如此現代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，所以陀螺儀感測器是現代航空，航海，航天和國防工業應用中的必不可少的控制裝置。陀螺儀感測器是法國的物理學家萊昂·傅科在研究地球自轉時命名的，到如今一直是航空和航海上航行姿態及速率等最方便實用的參考儀錶。

2、開門報警器

陀螺儀感測器新的應用：測量開門的角度，當門被打開一個角度后，發出報警聲，或者結合GPRS模塊發送簡訊以提醒門被打開了。另外，陀螺儀感測器集成了加速度感測器的功能，當門被打開的瞬間，將產生一定的加速度值，陀螺儀感測器將會測量到這個加速度值，達到預設的門檻值后，將發出報警聲，或者結合GPRS模塊發送簡訊以提醒門被打開了。報警器內還可以集成雷達感應測量功能，主要有人進入房間內移動時就會被雷達測量到。雙重保險提醒防盜，可靠性高，誤報率低，非常適合重要場合的防盜報警。