普遍使用的MEMS陀螺（微機(jī)械）可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。并且MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢(shì)：1.體積小、重量輕。適合于對(duì)安裝空間和重量要求苛刻的場(chǎng)合，例如彈載測(cè)量等。2.低成本。3.高可靠性。內(nèi)部無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件，全固態(tài)裝置，抗大過(guò)載沖擊，工作壽命長(zhǎng)。4.低功耗。5.大量程。適于高轉(zhuǎn)速大g值的場(chǎng)合。6.易于數(shù)字化、智能化?？蓴?shù)字輸出，溫度補(bǔ)償，零位校正等。從力學(xué)的觀點(diǎn)近似的分析陀螺的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以把它看成是一個(gè)剛體，剛體上有一個(gè)萬(wàn)向支點(diǎn)，而陀螺可以繞著這個(gè)支點(diǎn)作三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)，所以陀螺的運(yùn)動(dòng)是屬于剛體繞一個(gè)定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。激光陀螺儀利用薩格納克效應(yīng)，提供高精度角速度測(cè)量。貴州航姿儀

技術(shù)優(yōu)勢(shì)的多維度突破：結(jié)構(gòu)緊湊與能效優(yōu)化：全數(shù)字保偏閉環(huán)設(shè)計(jì)使ARHS系列陀螺儀的體積縮減至傳統(tǒng)產(chǎn)品的1/5（尺寸≤150×150×50mm），重量降低至1.2kg。其功耗只8W，較機(jī)械陀螺儀節(jié)能60%，特別適合無(wú)人機(jī)、微型機(jī)器人等對(duì)載荷敏感的移動(dòng)平臺(tái)。智能化與兼容性：內(nèi)置的強(qiáng)耦合組合導(dǎo)航算法支持GPS/INS緊組合模式，可在衛(wèi)星信號(hào)中斷時(shí)（如隧道、城市峽谷）提供連續(xù)導(dǎo)航。數(shù)字信號(hào)處理模塊兼容RS-422/485、CAN總線(xiàn)及以太網(wǎng)協(xié)議，便于集成至船舶導(dǎo)航系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛平臺(tái)等復(fù)雜控制系統(tǒng)。高精度陀螺儀工作原理航天器依賴(lài)高精度陀螺儀保持穩(wěn)定姿態(tài)和軌道控制。

現(xiàn)在輪到MEMS陀螺儀大顯神威了，消費(fèi)電子集成MEMS陀螺儀的浪潮剛剛掀起。陀螺儀能夠測(cè)量沿一個(gè)軸或幾個(gè)軸運(yùn)動(dòng)的角速度，而MEMS加速計(jì)則能測(cè)量線(xiàn)性加速度，因此這兩者是一對(duì)理想的互補(bǔ)技術(shù)。 事實(shí)上，如果組合使用加速計(jì)和陀螺儀這兩種傳感器，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以跟蹤并捕捉三維空間的完整運(yùn)動(dòng)，為較終用戶(hù)提供現(xiàn)場(chǎng)感更強(qiáng)的用戶(hù)使用體驗(yàn)、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)以及其它功能。而ST選用了音叉方法設(shè)計(jì)陀螺儀，其差分特性使系統(tǒng)本身對(duì)作用在傳感器上的無(wú)用線(xiàn)性加速度和雜亂振動(dòng)的敏感度低于市場(chǎng)上現(xiàn)有的其它類(lèi)型陀螺儀。當(dāng)這些無(wú)用的信號(hào)被施加到陀螺儀，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)就會(huì)沿相同方向位移，在一個(gè)差分測(cè)量后，較終的電容變化將視為無(wú)效。

現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來(lái)的。塞格尼克理論的要點(diǎn)是這樣的：當(dāng)光束在一個(gè)環(huán)形的通道中前進(jìn)時(shí)，如果環(huán)形通道本身具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)速度，那么光線(xiàn)沿著通道轉(zhuǎn)動(dòng)的方向前進(jìn)所需要的時(shí)間要比沿著這個(gè)通道轉(zhuǎn)動(dòng)相反的方向前進(jìn)所需要的時(shí)間要多。也就是說(shuō)當(dāng)光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在不同的前進(jìn)方向上，光學(xué)環(huán)路的光程相對(duì)于環(huán)路在靜止時(shí)的光程都會(huì)產(chǎn)生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進(jìn)的光之間產(chǎn)生干涉來(lái)測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過(guò)調(diào)整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進(jìn)而測(cè)量環(huán)路的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個(gè)簡(jiǎn)單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時(shí)的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實(shí)現(xiàn)干涉時(shí)，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。測(cè)繪無(wú)人機(jī)搭載高精度陀螺儀，確保圖像采集穩(wěn)定性。

陀螺儀的前世今生，陀螺儀由1850年法國(guó)物理學(xué)家萊昂·傅科在研究地球自傳中獲得靈感而發(fā)明出來(lái)的，類(lèi)似像是把一個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的陀螺放到一個(gè)萬(wàn)向支架上，靠陀螺的方向來(lái)計(jì)算角速度，和現(xiàn)在小巧的芯片造型大相徑庭。陀螺儀發(fā)明以后，首先被用在航海上（當(dāng)年還沒(méi)有發(fā)明飛機(jī)），后來(lái)被用在航空上。因?yàn)轱w機(jī)飛在空中，是無(wú)法像地面一樣靠肉眼辨認(rèn)方向的，而飛行中方向都看不清楚危險(xiǎn)性極高，所以陀螺儀迅速得到了應(yīng)用，成為飛行儀表的主要。陀螺儀可以用于運(yùn)動(dòng)追蹤和姿態(tài)識(shí)別，如體育訓(xùn)練、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域。貴州航姿儀

導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng)依賴(lài)陀螺儀維持飛行路徑，精確命中目標(biāo)。貴州航姿儀

一個(gè)接近真實(shí)MEMS陀螺儀的結(jié)構(gòu)如下圖所示。外側(cè)的藍(lán)色與黃色部分別為驅(qū)動(dòng)電極，它們通過(guò)施加交變電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)內(nèi)部的紅色質(zhì)量塊及紅色測(cè)量電極沿著特定方向做往返運(yùn)動(dòng)。紅色質(zhì)量塊通過(guò)具有彈簧性質(zhì)的綠色長(zhǎng)條結(jié)構(gòu)與基底相連，而紅色的短?hào)排c內(nèi)側(cè)藍(lán)色的短?hào)艅t構(gòu)成了電容的極板。當(dāng)基底發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，質(zhì)量塊在科里奧利力的作用下會(huì)產(chǎn)生垂直方向的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)的幅值與施加的角速度成正比。通過(guò)測(cè)量質(zhì)量塊上的紅色電極與固定在底座上的藍(lán)色電極之間的電容變化，我們就可以得到角速度的大小。貴州航姿儀