艾默優ARHS系列陀螺儀的技術特點:(一)高精度捷聯算法模型:ARHS系列陀螺儀采用高精度捷聯算法模型,解算周期只為5毫秒。這種高效的算法模型能夠快速處理光纖陀螺儀和加速度計的測量數據,確保系統在動態環境下的實時性和準確性。(二)抗震動、抗電磁干擾設計:ARHS系列陀螺儀采用了抗震動、抗電磁干擾設計,能夠在惡劣環境下穩定工作。通過嚴格的密封設計和施工工藝,產品能夠在高震動、強電磁干擾等復雜環境下精密地測量載體的角運動。激光陀螺儀利用薩格納克效應,提供高精度角速度測量。山西船用慣導
陀螺儀,簡稱陀螺,是用來測量、控制物體相對慣性空間角運動的慣性器件。陀螺儀傳感器技術自問世以來,發展至今已有160余年歷史,在導航、制導與控制等領域得到了普遍應用。隨著科學理論的進步和工藝水平的不斷提高,基于不同原理的陀螺儀相繼出現,各國對陀螺儀精度、穩定性、可靠性、成本、體積等性能指標的不懈追求,極大地促進了陀螺儀技術的發展。陀螺儀按照工作原理可劃分為:基于旋轉質量陀螺效應的轉子陀螺儀;基于薩奈克效應的光學陀螺儀;基于哥氏效應的振動陀螺儀;基于現代量子力學技術的原子陀螺儀。山西船用慣導測繪無人機搭載高精度陀螺儀,確保圖像采集穩定性。
但通常多按陀螺儀中所采用的支承方式分類:滾珠軸承自由陀螺儀,它是經典的陀螺儀。利用滾珠軸承支承是應用較早、較普遍的支承方式。滾珠軸承靠直接接觸,摩擦力矩大,陀螺儀的精度不高,漂移率為每小時幾度,但工作可靠,迄今還用在精度要求不高的場合。一個自由轉子陀螺儀(雙自由度陀螺儀)靠內環軸和外環軸角度傳感元件可以測量兩個姿態角。液浮陀螺儀,又稱浮子陀螺。內框架(內環)和轉子形成密封球形或圓柱形的浮子組件。轉子在浮子組件內高速旋轉,在浮子組件與殼體間充以浮液,用以產生所需要的浮力和阻尼。浮力與浮子組件的重量相等者,稱為全浮陀螺;浮力小于浮子組件重量者稱為半浮陀螺。
人們從兒童玩的地陀螺中早就發現高速旋轉的陀螺可以豎直不倒且保持與地面垂直,這就反映了陀螺的穩定性。陀螺羅盤,供航行和飛行物體作方向基準用的尋找并跟蹤地理子午面的三自由度陀螺儀。其外環軸鉛直,轉子軸水平置于子午面內,正端指北;其重心沿鉛垂軸向下或向上偏離支承中心。轉子軸偏離子午面時同時偏離水平面而產生重力矩使陀螺旋進到子午面,這種利用重力矩的陀螺羅盤稱擺式羅盤。21世紀發展為利用自動控制系統代替重力擺的電控陀螺羅盤,并創造出能同時指示水平面和子午面的平臺羅盤。船舶導航系統中,陀螺儀可提供精確的方向信息,幫助船舶避開暗礁和淺灘。
光纖陀螺儀的精度基礎:Sagnac效應與數字閉環技術:ARHS系列陀螺儀的主要部件采用高精度全數字保偏閉環光纖陀螺儀,其理論基礎源于Sagnac效應——當光束在環形光路中相向傳播時,旋轉引起的光程差會導致兩束光的相位差。這種相位差與旋轉角速度成正比,通過精密檢測可推導出載體的角運動信息。相較于傳統機械陀螺儀,光纖陀螺儀具有以下技術優勢:全固態結構:無旋轉部件和摩擦損耗,壽命周期內零機械磨損,理論上可無限次啟動/停止。寬動態范圍:通過數字閉環反饋調節,可測量從0.001°/s到數百°/s的角速度范圍。快速響應特性:全數字信號處理鏈路將解算周期縮短至5毫秒,滿足高動態載體的實時控制需求。機械陀螺儀靠高速旋轉轉子維持姿態,是早期導航主要部件。防爆型慣導制造商
陀螺儀根據工作原理和應用領域可以分為機械式和激光陀螺儀兩類。山西船用慣導
陀螺儀的應用場景,慣性導航,在航空航天事業中普遍應用,配合GPS提高導航精度(感知方向/速度的改變),已知起始位置/朝向,將每個時刻的運動方向與朝向,通過積分運算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態計算,體感操作(和平精英)、手勢控制(Smart Car教育機器人)、空間音頻(Airpods)、頭部追蹤(VR/AR頭顯)、飛控(無人機)、穩定(穩定器)。手機應用:計步、攝像頭防抖、橫豎屏感應切換、抬屏顯示、360°視圖顯示(可以根據手機的方位與角度查看不同視角,eg.星空APP)、搖一搖山西船用慣導