陀螺仪传感器的工作原理

发布时间:2022-08-08 10:38
作者:Ameya360
来源:网络
阅读量:2984

    角速度传感器对于大多数人来说是很陌生的词汇,但它的另一个名字却为大众所熟知——陀螺仪。陀螺仪是非常令人困惑的物体,因为它们以特殊的方式移动,甚至似乎可以抵抗重力。这些特殊特性使陀螺仪在从自行车到航天飞机上的高级导航系统的所有事物中都极为重要。一架典型的飞机在从指南针到自动驾驶仪的各个方面都使用大约十几个陀螺仪。俄罗斯和平号空间站使用了11个陀螺仪来保持对太阳的定向,哈勃太空望远镜也有一批导航陀螺仪。陀螺效应也是溜溜球和飞盘等游戏的核心!陀螺仪传感器的应用如此广泛和重要,今天Ameya360电子元器件采购网就带大家了解一下它的工作原理。

陀螺仪传感器的工作原理

    一、什么是陀螺仪

    陀螺仪(来自古希腊语γ?ρο?g?ros,“圆”和σκοπ?ωskopéō,“看”)是用于测量或保持方向和角速度的设备。它是一个旋转的轮子或圆盘,其中旋转轴(旋转轴)可以自由地自行呈现任何方向。旋转时,根据角动量守恒,该轴的方向不受支架倾斜或旋转的影响。

    基于其他工作原理的陀螺仪也存在,例如电子设备中的微芯片封装的MEMS陀螺仪(有时称为陀螺仪)、固态环形激光器、光纤陀螺仪和极其灵敏的量子陀螺仪。陀螺仪是一种仪器,由一个安装在两个或三个万向节上的轮子组成,提供枢轴支撑,用于允许轮子围绕单个轴旋转。一组三个万向节,一个安装在另一个具有正交枢轴的万向节,可用于允许安装在最里面的万向节上的轮具有保持独立于其支撑的空间方位的方位。

    在具有两个万向节的陀螺仪的情况下,作为陀螺仪框架的外部万向节被安装为围绕由支撑件确定的其自身平面中的轴枢转。这个外云台拥有一个旋转自由度,它的轴没有。第二万向节,即内万向节,安装在陀螺仪框架(外万向节)中,以绕其自身平面中的轴线枢转,该轴线始终垂直于陀螺框架(外万向节)的枢轴。这个内云台有两个旋转自由度。通过考虑自行车的前轮,最容易理解陀螺仪的行为。如果车轮从垂直方向倾斜,使车轮顶部向左移动,则车轮的前轮缘也向左转。换言之,转轮的一个轴上的旋转产生第三个轴的旋转。

    二、陀螺仪传感器的分类

    根据尺寸和性能,陀螺仪传感器有多种类型:

    环形激光陀螺仪:环形激光陀螺仪基本上具有环形激光。环形激光器二在同一路径上具有两个相互独立的反向传播谐振模式。两种共振模式的频率差异可用于检测物体的旋转。

    光纤陀螺仪:光纤陀螺仪遵循萨格纳克效应。它的工作原理是通过光纤线圈的光的干涉原理。我们将两束光从两个相反的方向注入光纤,相移可以通过干涉法测量。

    量子陀螺仪:量子陀螺也被称为超流体陀螺,正在逐步取代机械陀螺。这种类型的陀螺仪使用流体材料来检测不同运动物体的方向变化。

    振动陀螺仪:振动陀螺仪是最常用的陀螺仪传感器。它也是一个非常容易使用的轻松设备。在这种类型的陀螺仪中,可以使用振动结构来检测运动物体的旋转速度。振动陀螺仪具有各种重要特性,例如温度频率系数、比例因子等等。

    三、陀螺仪传感器的工作原理

    科里奥利力或科里奥利效应用于角动量的测量。陀螺仪传感器的工作原理是角动量守恒。它通过保持角动量起作用。在陀螺仪传感器中,转子或纺车安装在枢轴上。枢轴允许转子在称为万向节的特定轴上旋转。在这里,我们将一次使用两个云台。一个云台将安装在另一个云台上。这将赋予转子三个自由度。每当我们旋转陀螺仪的转子时,陀螺仪将继续指向同一方向。

    所有旋转的物体都具有陀螺特性,物体在任何陀螺运动中可以体验到的主要属性是空间刚性和进动。陀螺仪传感器类似陀螺,旋转的物体无论是否受到外力影响,本身的旋转轴的方向是不会改变的,所以陀螺的会一直保持着直立,那么陀螺仪传感器也会利用这一点保持物体的方向。物体可以通过某些方式读取可以产生旋转轴的旋转方向,并且进行数据传输,将方向数据传给控制系统,让设备实现一定的反应。陀螺仪传感器的灵敏度很高,工作稳定可靠,体积小巧,功能强大。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
磁电式传感器的工作原理 种类与特点
  磁电式传感器是一种利用磁场和电信号相互作用的传感器,广泛应用于测量、控制和检测系统中。通过磁电效应将磁场信号转化为电信号,磁电式传感器在工业、医疗、汽车、航空航天等领域发挥着重要作用。  1.磁电式传感器的工作原理  磁电效应  磁电式传感器利用磁电效应将外部磁场的变化转化为电信号输出。  主要有磁电阻效应、霍尔效应、磁电感应等多种工作原理,实现对磁场信号的敏感检测。  磁电阻效应  磁电阻效应利用材料的电阻随外部磁场变化而改变的特性,实现对磁场强度的测量。  霍尔效应  霍尔效应通过电荷运动受到洛伦兹力影响而产生电压差,用于测量磁场的强度和方向。  2.种类与特点  磁电阻传感器:利用磁电阻效应工作的传感器,具有高灵敏度、快速响应和良好的线性性能。  霍尔传感器:基于霍尔效应工作的传感器,具有低功耗、低成本、可靠性高等特点,广泛应用于电机控制、位置检测等领域。  磁电感应传感器:采用磁电感应原理工作的传感器,对磁场变化敏感,适用于地磁测量、导航系统等需要高精度测量的领域。  3.应用领域  工业自动化:在工业生产中,磁电式传感器用于测量物体位置、速度、位移等参数,实现自动化生产控制。  汽车行业:用于车辆位置检测、刹车系统、转向系统等关键部件的监测和控制,提高汽车安全性能。  航空航天:用于航空航天领域的飞行控制、导航系统、姿态控制等关键装备中,确保飞行安全和航空器性能。  4.工作原理  磁电效应  磁电式传感器利用磁电效应将外部磁场的变化转化为电信号输出。  主要有磁电阻效应、霍尔效应、磁电感应等多种工作原理,实现对磁场信号的敏感检测。  磁电阻效应  磁电阻效应利用材料的电阻随外部磁场变化而改变的特性,实现对磁场强度的测量。  霍尔效应  霍尔效应通过电荷运动受到洛伦兹力影响而产生电压差,用于测量磁场的强度和方向。  5.结构与特点  结构组成  磁电式传感器通常由磁敏元件、信号处理电路和输出接口等部分组成。  磁敏元件负责感知外部磁场变化,信号处理电路将磁场信息转换为电信号输出,输出接口与外部系统连接。  特点  高灵敏度:能够精确感知微小磁场变化,实现精准测量。  快速响应:具有较快的响应速度,适用于对瞬时信号的检测。  稳定性:在不同温度和环境条件下仍能保持稳定的工作性能。  6.工作方式  位置检测:通过监测物体周围磁场的变化,实现对物体位置的检测和跟踪。  速度测量:利用磁电式传感器对磁场信号的测量,可以实现对物体速度的准确监测。  磁场测量:用于测量磁场强度和方向,广泛应用于地磁探测、导航系统等领域。  7.操作注意事项  温度控制:维持磁电式传感器的工作温度稳定,避免温度波动对性能产生影响。  校准和校验:定期对磁电式传感器进行校准和校验,确保其测量精度和可靠性。  防护措施:避免磁电式传感器受到外部磁场干扰或机械损坏,采取合适的防护措施保护传感器。
2024-09-25 14:41 阅读量:401
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
TL431ACLPR Texas Instruments
MC33074DR2G onsemi
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
BP3621 ROHM Semiconductor
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
TPS63050YFFR Texas Instruments
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
胎压传感器 重力传感器 电动式传感器 状态监测传感器 传感器控制器 ToF传感器 激光测距传感器 应变传感器 霍尔扭矩传感器 自感式传感器 恒压供水传感器 灰度传感器 电容式油位传感器 高压温度传感器 测长传感器 太阳传感器 测力传感器 恒压传感器 应变片传感器 微位移传感器 转角传感器 近距离传感器 光电传感器 轴振动传感器 载重传感器 高精度电涡流传感器 发动机传感器 车高传感器 磁电转速传感器 盘式扭矩传感器 高压传感器 负载传感器 反射取样式光电传感器 光耦传感器 光传感器 热敏传感器 压磁式传感器 模拟传感器 功率传感器 热流传感器 低温液位传感器 数字传感器 运动控制传感器 变压器式传感器 压电式加速度传感器 交流漏电流传感器 热电偶传感器 热释电传感器 磁场传感器 光导纤维传感器 雨滴传感器 电容式物位传感器 金属传感器 ICP传感器 应变式传感器 照度传感器 重量传感器 振弦式传感器 颜色传感器 霍尔式传感器 温度传感器 电容位移传感器 电容式差压传感器 压电式传感器 数字温度传感器 惯性传感器 倾角传感器 冲击加速度传感器 压差传感器 土壤湿度传感器 光纤振动传感器 光纤应变传感器 分布式光纤传感器 光纤温度传感器 光纤液位传感器 压电压力传感器 转速光电传感器 数字液位传感器 声敏传感器 荧光传感器 水流传感器 光电式转速传感器 张力传感器 氧气传感器 冷却液温度传感器 光学溶解氧传感器 光纤生物传感器 半导体气体传感器 光电转速传感器 光电式传感器 核辐射传感器 压电传感器 数字式传感器 半导体传感器 压阻式压力传感器 人体接近传感器 化学传感器 交流电流传感器 力矩传感器 二氧化硫传感器
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。