陀螺儀的基本部件有：(1) 陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動(dòng)方法來(lái)使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并見(jiàn)其轉(zhuǎn)速近似為常值)(2) 內(nèi)、外框架(或稱(chēng)內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的結(jié)構(gòu))(3) 附件(是指力矩馬達(dá)、信號(hào)傳感器等)。基本類(lèi)型，根據(jù)框架的數(shù)目和支承的形式以及附件的性質(zhì)決定陀螺儀的類(lèi)型有：三自由度陀螺儀(具有內(nèi)、外兩個(gè)框架，使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度。在沒(méi)有任何力矩裝置時(shí)，它就是一個(gè)自由陀螺儀)。二自由度陀螺儀(只有一個(gè)框架，使轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸具有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度)。陀螺儀在特種領(lǐng)域?qū)儆诿舾屑夹g(shù)，部分國(guó)家限制出口。廣西航姿儀現(xiàn)貨直發(fā)

下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來(lái)解析角速度測(cè)量的原理。單自由度陀螺儀的簡(jiǎn)化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個(gè)軸。假設(shè)基座被固定在汽車(chē)上，y軸即為汽車(chē)的前進(jìn)方向。當(dāng)汽車(chē)?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，內(nèi)環(huán)起到了隔離運(yùn)動(dòng)的作用，陀螺轉(zhuǎn)軸并不會(huì)隨汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。但當(dāng)汽車(chē)?yán)@x軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)環(huán)上會(huì)產(chǎn)生一對(duì)力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進(jìn)動(dòng)。因此，通過(guò)測(cè)量y軸的角速度，我們可以間接測(cè)量到汽車(chē)在x軸的角速度。具體的建模和求解過(guò)程需要基于動(dòng)量矩定理，這里不再詳細(xì)展開(kāi)。云南慣性導(dǎo)航系統(tǒng)參考價(jià)航天器陀螺儀需特殊設(shè)計(jì)，適應(yīng)零重力真空環(huán)境。

這種光程差的產(chǎn)生源于相對(duì)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)的路徑差異。當(dāng)光纖環(huán)圈靜止時(shí)，順時(shí)針(CW)和逆時(shí)針(CCW)傳播的兩束光經(jīng)歷完全相同的光程，同時(shí)到達(dá)耦合器，形成特定的干涉圖樣。然而，當(dāng)光纖環(huán)圈旋轉(zhuǎn)時(shí)，耦合器分光點(diǎn)也隨之移動(dòng)，導(dǎo)致CW和CCW光束的實(shí)際傳播路徑長(zhǎng)度不同——與旋轉(zhuǎn)方向相同的光束需要追趕"逃離"的分光點(diǎn)，而反向傳播的光束則迎向"接近"的分光點(diǎn)。這種路徑差異較終表現(xiàn)為兩束光之間的相位差，其大小與旋轉(zhuǎn)角速度成正比。Sagnac效應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Δφ=(8πNAΩ)/(λc)，其中Δφ是相位差，N是光纖環(huán)圈匝數(shù)，A是環(huán)圈面積，Ω是旋轉(zhuǎn)角速度，λ是光波長(zhǎng)，c是光速。這一公式清晰地表明，通過(guò)檢測(cè)相位差Δφ，可以精確計(jì)算出環(huán)圈的旋轉(zhuǎn)角速度Ω。

全數(shù)字保偏閉環(huán)光纖陀螺儀工作原理：1.Sagnac效應(yīng)：全數(shù)字保偏閉環(huán)光纖陀螺儀的工作原理基于Sagnac效應(yīng)。當(dāng)光束在一個(gè)環(huán)形通道中傳播時(shí)，如果該通道發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則沿著通道轉(zhuǎn)動(dòng)方向行進(jìn)的光束所需時(shí)間將比反向行進(jìn)所需時(shí)間更長(zhǎng)。這一現(xiàn)象產(chǎn)生了兩條光路之間的相位差，從而可以用來(lái)測(cè)量旋轉(zhuǎn)角速度。2.數(shù)據(jù)處理與解算：ARHS系列采用高精度捷聯(lián)算法模型，其解算周期為5毫秒。這一快速解算能力使得系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)外部環(huán)境變化。同時(shí)，為了滿(mǎn)足快速對(duì)準(zhǔn)需求，系統(tǒng)還對(duì)光纖陀螺儀和石英撓性加速度計(jì)進(jìn)行了完善的補(bǔ)償標(biāo)定，并配置了強(qiáng)凝固動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)算法和強(qiáng)耦合組合導(dǎo)航算法。這些設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)在長(zhǎng)期穩(wěn)定工作下仍能保持高精度。水下機(jī)器人借助陀螺儀保持深度與方向，探索深海。

陀螺儀的應(yīng)用場(chǎng)景，慣性導(dǎo)航，在航空航天事業(yè)中普遍應(yīng)用，配合GPS提高導(dǎo)航精度（感知方向/速度的改變），已知起始位置/朝向，將每個(gè)時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)方向與朝向，通過(guò)積分運(yùn)算后得到較終的朝向、位置信息。慣性姿態(tài)計(jì)算，體感操作（和平精英）、手勢(shì)控制（Smart Car教育機(jī)器人）、空間音頻（Airpods）、頭部追蹤（VR/AR頭顯）、飛控（無(wú)人機(jī)）、穩(wěn)定（穩(wěn)定器）。手機(jī)應(yīng)用：計(jì)步、攝像頭防抖、橫豎屏感應(yīng)切換、抬屏顯示、360°視圖顯示（可以根據(jù)手機(jī)的方位與角度查看不同視角，eg.星空APP）、搖一搖航天飛行器依賴(lài)陀螺儀監(jiān)測(cè)姿態(tài)，確保軌道精確控制。云南高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

早期陀螺儀用于船舶穩(wěn)定，減少海浪引起的搖晃。廣西航姿儀現(xiàn)貨直發(fā)

ARHS系列陀螺儀的關(guān)鍵技術(shù)：1保偏光纖技術(shù)（PMFiber）：普通光纖易受溫度、應(yīng)力影響，導(dǎo)致偏振態(tài)變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差。ARHS系列采用保偏光纖，通過(guò)特殊折射率分布設(shè)計(jì)，確保光偏振態(tài)穩(wěn)定，提高精度。2數(shù)字閉環(huán)控制：開(kāi)環(huán)FOG易受光源波動(dòng)影響，而ARHS采用全數(shù)字閉環(huán)反饋，實(shí)時(shí)補(bǔ)償誤差，提高線(xiàn)性度和穩(wěn)定性。3多傳感器融合算法：結(jié)合加速度計(jì)+磁力計(jì)，通過(guò)卡爾曼濾波實(shí)現(xiàn)姿態(tài)解算，提升動(dòng)態(tài)環(huán)境下的測(cè)量可靠性。4溫度補(bǔ)償技術(shù)：光纖陀螺受溫度影響較大，ARHS內(nèi)置高精度溫度傳感器，通過(guò)算法實(shí)時(shí)修正熱漂移誤差。廣西航姿儀現(xiàn)貨直發(fā)