陀螺儀(來自古希臘語的γ?ρο?g?ros "圓形或者旋轉(zhuǎn)" 和σκοπ?ω skopéō "看到的")，是用于測量或維護(hù)方位和角速度的設(shè)備。它是一個(gè)旋轉(zhuǎn)的輪子或圓盤，其中旋轉(zhuǎn)軸可以不受影響的設(shè)定在任何方向。當(dāng)旋轉(zhuǎn)發(fā)生時(shí)，根據(jù)角動(dòng)量守恒定律，該軸的方向不受支架傾斜或旋轉(zhuǎn)的影響。還有一些使用其他工作原理的陀螺儀，例如，在電子設(shè)備中可以看到的使用微芯片封裝的微機(jī)電(MEMS)陀螺儀、固態(tài)環(huán)形激光器、光纖陀螺儀和極其靈敏的量子陀螺儀。陀螺儀利用角動(dòng)量守恒，保持方向穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航系統(tǒng)。四川軌檢測量航姿儀

陀螺儀到底有什么用呢？可以和手機(jī)上的攝像頭配合使用，比如防抖，這會(huì)讓手機(jī)的拍照攝像能力得到很大的提升。各類游戲的傳感器，比如飛行游戲，體育類游戲，甚至包括一些頭一視角類射擊游戲，陀螺儀完整監(jiān)測游戲者手的位移，從而實(shí)現(xiàn)各種游戲操作效果。有關(guān)這點(diǎn)，想必用過任天堂WII的兄弟會(huì)有很深的感受?？梢杂米鬏斎朐O(shè)備，陀螺儀相當(dāng)于一個(gè)立體的鼠標(biāo)，這個(gè)功能和第三大用途中的游戲傳感器很類似，甚至可以認(rèn)為是一種類型。也是未來較有前景和應(yīng)用范圍的用途。山西軌檢測量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)結(jié)合陀螺儀和加速度計(jì)，不依賴外部信號(hào)。

那么，陀螺儀到底有什么用呢？接下來，我們將分點(diǎn)探討陀螺儀的多種應(yīng)用及其重要性。一、導(dǎo)航定位，陀螺儀在導(dǎo)航定位領(lǐng)域的應(yīng)用較為普遍。無論是飛機(jī)、船舶還是汽車，陀螺儀都能提供精確的航向信息。它通過測量物體相對于慣性空間的角速度，進(jìn)而推算出物體的航向和姿態(tài)。在衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)受到干擾或遮擋的情況下，陀螺儀能夠作為備用導(dǎo)航手段，確保導(dǎo)航的連續(xù)性和準(zhǔn)確性。二、穩(wěn)定控制，陀螺儀在穩(wěn)定控制方面也發(fā)揮著重要作用。在攝影設(shè)備中，陀螺儀能夠感知并補(bǔ)償手抖等微小振動(dòng)，使拍攝畫面更加穩(wěn)定。在無人機(jī)、導(dǎo)彈等高速運(yùn)動(dòng)物體中，陀螺儀則用于實(shí)現(xiàn)姿態(tài)穩(wěn)定，確保飛行或打擊的精確性。

陀螺儀的特性。接下來，我們用圖來說說陀螺儀的特性?！巴勇輧x”是敏感角位移的裝置，重要特性有定軸性和進(jìn)動(dòng)性。定軸性。定軸性很好理解，陀螺儀在高速旋轉(zhuǎn)過程中具有動(dòng)量矩H，在不受外力矩作用時(shí)，自轉(zhuǎn)軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。進(jìn)動(dòng)性。進(jìn)動(dòng)性是二自由度陀螺儀里面的概念。二自由度陀螺儀模型如下：陀螺儀。外框能夠繞外框軸旋轉(zhuǎn)，內(nèi)框能夠繞內(nèi)框軸旋轉(zhuǎn)，中間是旋轉(zhuǎn)的陀螺和自轉(zhuǎn)軸。進(jìn)動(dòng)性是指的這樣的現(xiàn)象：陀螺儀，在陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下，如果按如圖所示用力作用于內(nèi)框架，會(huì)使得外框架按如圖所示方向轉(zhuǎn)動(dòng)，從而導(dǎo)致動(dòng)量矩H（即自轉(zhuǎn)軸的方向）相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)?；蛘吡硗庖环N情況：陀螺儀，用力推動(dòng)外框，使得內(nèi)框架繞內(nèi)框軸轉(zhuǎn)動(dòng)。類似于牛頓第三定律，當(dāng)推動(dòng)外框架或者內(nèi)框架改變動(dòng)量矩H的方向時(shí)，陀螺儀會(huì)產(chǎn)生反作用力矩，其大小與外力矩相等，方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。汽車 ESP 系統(tǒng)中的陀螺儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測車身姿態(tài)防側(cè)翻。

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例，探討較簡單的工作原理（圖1）。兩個(gè)正在運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向相反方向做連續(xù)運(yùn)動(dòng)，如藍(lán)色箭頭所示。只要從外部施加一個(gè)角速率，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向垂直的科里奧利力，如圖中黃色箭頭所示。產(chǎn)生的科里奧利力使感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)發(fā)生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比。因?yàn)閭鞲衅鞲袘?yīng)部分的運(yùn)動(dòng)電極（轉(zhuǎn)子）位于固定電極（定子）的側(cè)邊，上面的位移將會(huì)在定子和轉(zhuǎn)子之間引起電容變化，因此，在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉(zhuǎn)化成一個(gè)專門使用電路可以檢測的電參數(shù)。無人機(jī)搭載陀螺儀，保持飛行穩(wěn)定，避免空中失控翻滾。山西軌檢測量慣性導(dǎo)航系統(tǒng)

電動(dòng)滑板車通過陀螺儀感知傾斜，輔助動(dòng)力調(diào)節(jié)。四川軌檢測量航姿儀

一個(gè)旋轉(zhuǎn)著的陀螺的穩(wěn)定性與這個(gè)陀螺的轉(zhuǎn)速有著直接的關(guān)系，轉(zhuǎn)速越快，陀螺就越穩(wěn)。這是因?yàn)樾D(zhuǎn)著的物體都有一個(gè)轉(zhuǎn)軸，這個(gè)轉(zhuǎn)軸的方向是不容易輕易改變的，這是由旋轉(zhuǎn)物體的特性所決定的，轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快，轉(zhuǎn)軸的方向便越難以改變。所以當(dāng)我們?yōu)橐粋€(gè)旋轉(zhuǎn)的陀螺提供一個(gè)支點(diǎn)，那么這個(gè)陀螺便會(huì)豎直地在支點(diǎn)上轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸始終指向上方，但是如果我們將旋轉(zhuǎn)的陀螺以一定的傾斜角度放置在這個(gè)支點(diǎn)上，它就會(huì)保持原有的傾斜角度在支點(diǎn)上轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)陀螺本身還會(huì)圍繞支點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。四川軌檢測量航姿儀