氣動(dòng)陀螺儀

氣動(dòng)陀螺儀是利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與內(nèi)框架之間所形成的動(dòng)壓氣膜支承轉(zhuǎn)子,這種方式稱為動(dòng)壓氣浮支承。由于氣體的粘度比液體粘度小,氣體軸承具有摩擦阻力小、功耗低、轉(zhuǎn)速高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),采用氣體潤(rùn)滑的高速軸承能夠提高儀表的可靠性、壽命和精度,氣體潤(rùn)滑軸承的這些優(yōu)點(diǎn),使得它非常適合于慣性器件的制作,而且相對(duì)于已有的氣浮陀螺儀來(lái)說(shuō)有進(jìn)一步提高精度、降低成本、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小體積的可能。

氣動(dòng)陀螺儀基本信息

中文名 氣動(dòng)陀螺儀 外文名 Gas-Floatedand DrivenGyroscope
作????用 提高儀表的可靠性、壽命和精度

氣浮陀螺儀技術(shù)涉及氣體軸承技術(shù)、慣性器件的加工制造技術(shù)、陀螺儀漂移率的控制技術(shù)等內(nèi)容。氣體軸承技術(shù)方面,軸承性能的數(shù)值計(jì)算方法、軸承型式、軸承設(shè)計(jì)和工作參數(shù)、加工裝配誤差對(duì)軸承性能的影響等都是研究的重點(diǎn);而要提高陀螺儀的漂移精度,可以從提高陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、減小干擾力矩、增大極軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等方面采取措施;而陀螺器件加工制造誤差、轉(zhuǎn)子的平衡精度,也會(huì)直接影響陀螺儀的漂移精度。

氣體軸承性能的研究

軸承承載性能的好壞直接決定氣浮陀螺儀的性能。因此,對(duì)氣體軸承性能的設(shè)計(jì)和計(jì)算,是氣浮陀螺儀設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

氣體軸承型式、參數(shù)對(duì)軸承性能的影響

氣體軸承的一個(gè)主要缺點(diǎn)是承載能力差、剛度低,而陀螺儀支承需要有高的剛度,這除了可保證良好的支承性能外,載荷變化時(shí)還能使陀螺儀保持軸心位置較小的變化,以減小因軸承不同心引起的干擾力矩。所以,如何保證和提高氣體軸承的支承剛度一直是氣浮陀螺儀研究的重點(diǎn)之一。氣浮軸承的剛度和軸承的潤(rùn)滑方式、節(jié)流形式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、供氣壓力等有關(guān)。

軸承結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)軸承性能的影響

合理的軸承結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)參數(shù)是良好性能的基礎(chǔ),對(duì)軸承性能影響較大的參數(shù)有軸承形狀、直徑尺寸、氣膜間隙大小、節(jié)流器尺寸和數(shù)目、供氣壓力等。

氣動(dòng)陀螺儀造價(jià)信息

市場(chǎng)價(jià) 信息價(jià) 詢價(jià)
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 市場(chǎng)價(jià)
(除稅)
工程建議價(jià)
(除稅)
行情 品牌 單位 稅率 供應(yīng)商 報(bào)價(jià)日期
陀螺儀 品種:陀螺儀,系列:全站系列,規(guī)格型號(hào):NTS-3342G15 查看價(jià)格 查看價(jià)格

南方

9% 廣州南方測(cè)繪科技股份有限公司武漢分公司
陀螺儀 品種:陀螺儀,系列:全站系列,規(guī)格型號(hào):NTS-342G10 查看價(jià)格 查看價(jià)格

南方

9% 廣州南方測(cè)繪科技股份有限公司武漢分公司
旋千斤頂 標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):200;類型:普通旋千斤頂;裝箱數(shù):2;起重量(噸):32 查看價(jià)格 查看價(jià)格

邦達(dá)

9% 哈爾濱市英達(dá)瓏機(jī)電工具有限公司
旋千斤頂 標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):150;起重量(噸):10;類型:普通旋千斤頂;裝箱數(shù):4 查看價(jià)格 查看價(jià)格

邦達(dá)

9% 哈爾濱市英達(dá)瓏機(jī)電工具有限公司
旋千斤頂 標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):180;類型:普通旋千斤頂;裝箱數(shù):3;起重量(噸):20 查看價(jià)格 查看價(jià)格

邦達(dá)

9% 哈爾濱市英達(dá)瓏機(jī)電工具有限公司
旋千斤頂 10T品種:千斤頂;標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):3000;滑輪直徑(mm):120;類型:旋千斤頂;起重量(kg):10T;適用鋼絲繩直徑(mm):20; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

永天

9% 長(zhǎng)沙神鼎傳動(dòng)機(jī)械有限公司
旋千斤頂 20T品種:千斤頂;標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):3000;滑輪直徑(mm):120;類型:旋千斤頂;起重量(kg):20T;適用鋼絲繩直徑(mm):20; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

永天

9% 長(zhǎng)沙神鼎傳動(dòng)機(jī)械有限公司
旋千斤頂 32T品種:千斤頂;標(biāo)準(zhǔn)起升高度(mm):3000;滑輪直徑(mm):120;類型:旋千斤頂;起重量(kg):32T;適用鋼絲繩直徑(mm):20; 查看價(jià)格 查看價(jià)格

永天

9% 長(zhǎng)沙神鼎傳動(dòng)機(jī)械有限公司
材料名稱 規(guī)格/型號(hào) 除稅
信息價(jià)
含稅
信息價(jià)
行情 品牌 單位 稅率 地區(qū)/時(shí)間
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.12m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年4季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.4m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年3季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.12m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年2季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.4m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年2季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.12m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年1季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.6m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2012年1季度信息價(jià)
裝巖機(jī)氣動(dòng) 斗容量0.2m3 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2011年4季度信息價(jià)
氣動(dòng)搗固機(jī) 查看價(jià)格 查看價(jià)格

臺(tái)班 汕頭市2011年4季度信息價(jià)
材料名稱 規(guī)格/需求量 報(bào)價(jià)數(shù) 最新報(bào)價(jià)
(元)
供應(yīng)商 報(bào)價(jià)地區(qū) 最新報(bào)價(jià)時(shí)間
空氣炮互動(dòng)陀螺儀定位程序 接入陀螺儀定位功能,通過(guò)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位,確定陀螺儀參數(shù),確??諝馀菽軐?duì)位大屏|1套 1 查看價(jià)格 廣州恒納文化創(chuàng)意有限公司 全國(guó)   2022-10-24
全站式陀螺儀 GP2X 測(cè)距精度:棱鏡:1″/±(2+2ppm×D)mm/6000m 反射片:1″/±(3+2ppm×D)mm/500m免棱鏡:1″/±(3+2ppm×D)mm/0.3-500m|7臺(tái) 1 查看價(jià)格 黑龍江省建設(shè)技術(shù)發(fā)展中心儀器檢定站 黑龍江  哈爾濱市 2015-11-16
空氣炮互動(dòng)陀螺儀定位程序 接入陀螺儀定位功能,通過(guò)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位,確定陀螺儀參數(shù),確??諝馀菽軐?duì)位大屏|1套 2 查看價(jià)格 合肥金諾數(shù)碼科技股份有限公司 全國(guó)   2022-09-21
空氣炮互動(dòng)陀螺儀定位程序 接入陀螺儀定位功能,通過(guò)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)對(duì)位,確定陀螺儀參數(shù),確??諝馀菽軐?duì)位大屏|1套 1 查看價(jià)格 北京華創(chuàng)盛遠(yuǎn)科技有限公司 全國(guó)   2022-08-10
全站式陀螺儀 GP3X 測(cè)距精度:棱鏡:1″/±(2+2ppm×D)mm/6000m 反射片:1″/±(3+2ppm×D)mm/500m免棱鏡:1″/±(3+2ppm×D)mm/0.3-500m|8臺(tái) 1 查看價(jià)格 黑龍江省建設(shè)技術(shù)發(fā)展中心儀器檢定站 黑龍江  哈爾濱市 2015-11-27
陀螺轉(zhuǎn)椅 鋼材+pvc800×800×800|1組 3 查看價(jià)格 廣州樂(lè)嘟游樂(lè)設(shè)備有限公司 廣東   2022-08-16
陀螺 規(guī)格:Ф750×H580材質(zhì):黃色拉絲波紋玻璃鋼|1個(gè) 2 查看價(jià)格 深圳市星工產(chǎn)雕塑文化有限公司 廣東  深圳市 2022-07-29
陀螺 祥見(jiàn)線下清單|1000套 1 查看價(jià)格 河北創(chuàng)達(dá)體育用品有限公司 四川  成都市 2022-04-16

目前,氣浮陀螺儀的研究中急需解決以下問(wèn)題:一是開(kāi)發(fā)新結(jié)構(gòu)的氣浮陀螺儀,以提高陀螺儀的性能、降低成本和工藝難度。另一方面,需要將近年來(lái)氣體軸承的研究成果和研究方法,應(yīng)用于氣浮陀螺儀的研究中,完善潤(rùn)滑理論分析和計(jì)算,以提高氣浮陀螺儀的承載性能、剛度和穩(wěn)定性。另外,還需針對(duì)氣浮陀螺儀干擾力矩進(jìn)行理論分析和研究,以提高陀螺儀的漂移精度。具體來(lái)說(shuō):

在結(jié)構(gòu)及節(jié)流方式方面?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)有待改進(jìn)

以往的研究對(duì)球形二自由度氣浮陀螺儀的結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)多種嘗試,但目前還存在很多問(wèn)題,如何改進(jìn)其結(jié)構(gòu)和工作原理,提高該類陀螺儀的漂移精度和工藝可行性,是亟待解決的問(wèn)題。目前應(yīng)用的球形靜壓軸承多采用小孔節(jié)流,這種節(jié)流方式在工藝上容易實(shí)現(xiàn),但氣體干擾力矩大,對(duì)陀螺儀精度影響不容忽視;另外,其支承剛度不佳。采用狹縫節(jié)流的氣體軸承,理論上即可提高支承剛度,又可較好的控制氣體干擾力矩,因此在球形氣浮陀螺儀上采用狹縫節(jié)流值得研究嘗試。

對(duì)球形氣浮軸承支承性能的研究尚存不足

伴隨著新型結(jié)構(gòu)軸承的出現(xiàn),利用發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù),用更精確的數(shù)值模型對(duì)新結(jié)構(gòu)軸承進(jìn)行精確的數(shù)值求解,一直都是一個(gè)重要的研究課題,這對(duì)保證陀螺儀良好的支承性能至關(guān)重要。

以往的研究中,針對(duì)軸頸和平面止推氣體軸承的研究開(kāi)展的很多也比較充分,但隨著球形氣浮陀螺儀、衛(wèi)星氣浮臺(tái)、靜平衡機(jī)等的發(fā)展,針對(duì)球形氣體軸承承載性能的研究成為這類設(shè)備制造的關(guān)鍵。而衛(wèi)星氣浮臺(tái)、靜平衡機(jī)中應(yīng)用的球形氣浮軸承,工作在靜態(tài)下,一般采用小孔節(jié)流局部承載靜壓軸承的型式,因此以往的研究?jī)H涉及單孔或單列孔節(jié)流、局部承載面支承、靜壓潤(rùn)滑條件。

對(duì)氣體干擾力矩的分析和求解研究欠缺

對(duì)氣體干擾力矩研究,一直是氣體潤(rùn)滑軸承研究的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)于高精度氣浮臺(tái)、靜平衡機(jī)來(lái)說(shuō),氣體干擾力矩的存在和控制是其制造和應(yīng)用的難點(diǎn),而對(duì)球形氣浮陀螺儀來(lái)說(shuō),氣體干擾力矩是其最主要干擾力矩之一,是影響其漂移精度的關(guān)鍵因素,因此對(duì)氣體干擾力矩的研究無(wú)法回避,成為刻不容緩的任務(wù)。

氣浮陀螺儀驅(qū)動(dòng)技術(shù)有待改進(jìn)

以往的自由轉(zhuǎn)子氣浮陀螺儀通常采用電場(chǎng)或磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)和恒速裝置,來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。而這會(huì)引入電磁干擾力矩,引起轉(zhuǎn)子的漂移。這些干擾力矩的消除,需要額外的附屬裝置,且不容易保證效果 。

自陀螺儀問(wèn)世以來(lái),因其具有不受制于任何外界信息而能測(cè)量出載體姿態(tài)信息的能力而被應(yīng)用在航空、航天、航海等領(lǐng)域中。隨著社會(huì)的進(jìn)步,慣性技術(shù)的不斷發(fā)展,以陀螺儀為核心器件的測(cè)量系統(tǒng)己從傳統(tǒng)的軍用市場(chǎng)走向廣闊的民用市場(chǎng)。發(fā)展陀螺儀及其相關(guān)技術(shù),一直是各國(guó)重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一,也成為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和軍事實(shí)力的重要標(biāo)志之一。除了不斷開(kāi)發(fā)新型陀螺儀以外,對(duì)已有的陀螺儀通過(guò)技術(shù)革新,提高精度、降低成本也具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然靜電陀螺儀和液浮陀螺儀具有很高的精度,但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴,應(yīng)用不是廣泛;而目前在研究的固體陀螺儀技術(shù)還不成熟,存在較多的技術(shù)難點(diǎn)要突破,要想達(dá)到更高的精度、更廣泛的應(yīng)用還需要投入大量的幾力和財(cái)力進(jìn)行探索和研究。相比較而言由于氣體的粘度比液體粘度小,氣體軸承具有摩擦阻力小、功耗低、轉(zhuǎn)速高、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),采用氣體潤(rùn)滑的高速軸承能夠提高儀表的可靠性、壽命和精度,氣體潤(rùn)滑軸承的這些優(yōu)點(diǎn),使得它非常適合于慣性器件的制作,而且相對(duì)于已有的氣浮陀螺儀來(lái)說(shuō)有進(jìn)一步提高精度、降低成本、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、減小體積的可能。

通過(guò)相容性條件統(tǒng)一了狹縫氣膜和球面潤(rùn)滑氣膜,采用三角形有限單元?jiǎng)澐纸y(tǒng)一后的氣膜,以小擾動(dòng)法為基礎(chǔ)將陀螺軸承內(nèi)的氣膜壓力分解為靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力兩部分,通過(guò)迦遼金加二階微分降為一階微分,以降低對(duì)插值函數(shù)連續(xù)性的要求,根據(jù)氣體流量守恒方程和穩(wěn)態(tài)壓力方程求解氣膜內(nèi)的穩(wěn)態(tài)壓力,進(jìn)而求得動(dòng)態(tài)壓力和陀螺軸承氣膜的動(dòng)態(tài)特性系數(shù),并分析陀螺儀軸承結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律。以陀螺儀軸承轉(zhuǎn)子的動(dòng)態(tài)性能參數(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)陀螺儀轉(zhuǎn)子的運(yùn)動(dòng)方程,得到陀螺軸承轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的臨界穩(wěn)定性方程,進(jìn)而求得用臨界質(zhì)量來(lái)表示陀螺儀轉(zhuǎn)子穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性判據(jù)。根據(jù)此判據(jù),分析陀螺儀軸承各結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)穩(wěn)定性的影響規(guī)律,結(jié)合氣體陀螺軸承的靜態(tài)承載性能,對(duì)陀螺儀轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),以其得到具有較高的靜態(tài)承載性能和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)。為了陀螺儀能夠穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),減小由不平衡量引起的機(jī)械漂移誤差,必須對(duì)陀螺儀轉(zhuǎn)子進(jìn)行平衡。本文針對(duì)新型結(jié)構(gòu)的陀螺儀轉(zhuǎn)子存在球心位置難以確定,質(zhì)心不在轉(zhuǎn)子實(shí)體上的特點(diǎn),提出了輔助件初始靜平衡氣浮單擺精密靜平衡動(dòng)平衡的思路和方法,解決了該結(jié)構(gòu)類型陀螺儀轉(zhuǎn)子的平衡問(wèn)題 。

氣動(dòng)陀螺儀常見(jiàn)問(wèn)題

  • 陀螺儀三軸陀螺儀有什么特點(diǎn)?

    你好。三軸陀螺儀可以同時(shí)測(cè)定6個(gè)方向的位置,移動(dòng)軌跡,加速。 單軸的只能測(cè)量?jī)蓚€(gè)方向的量,也就是一個(gè)系統(tǒng)需要三個(gè)陀螺儀,而3軸的一個(gè)就能替代三個(gè)單軸的。3軸的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好,是激光...

  • 三軸陀螺儀六軸陀螺儀有什么不同?

    所謂的六軸陀螺儀叫六軸動(dòng)作感應(yīng)器比較合適,是三軸陀螺儀和加速計(jì)的合稱,如果有三軸陀螺儀也有加速計(jì)那就具有六軸動(dòng)作感應(yīng)。

  • 三軸陀螺儀和六軸陀螺儀有什么不同

    3軸陀螺+3軸加速度=6軸;6軸帶平穩(wěn)功能;陀螺儀是用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。

氣動(dòng)陀螺儀文獻(xiàn)

光纖陀螺儀與電錘防扭傷的設(shè)計(jì) 光纖陀螺儀與電錘防扭傷的設(shè)計(jì)

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電錘是一種常見(jiàn)的電動(dòng)工具,以其獨(dú)特且強(qiáng)大的鉆孔功能和便捷的使用方式廣泛應(yīng)用于建筑和裝飾等工程領(lǐng)域。特別是在室內(nèi)外懸掛安裝工程等方面更是不可或缺。然而,在電錘的使用過(guò)程中卻經(jīng)常發(fā)生一些傷人事故,嚴(yán)重地威脅作業(yè)人員的人身安全。例如在鋼筋混凝土鉆孔作業(yè)時(shí),一旦鉆頭遇到鋼筋突然卡住,扭矩瞬間加大,致使錘身發(fā)生反轉(zhuǎn)而扭傷作業(yè)人員的手臂,輕者會(huì)造成作業(yè)人員軟組織扭傷,重者則會(huì)讓作業(yè)人員的骨折乃至有生命危險(xiǎn)。因此,電錘的安全性就成為電錘設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。

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基于恒流源的陀螺儀測(cè)溫絲電阻測(cè)量電路的設(shè)計(jì) 基于恒流源的陀螺儀測(cè)溫絲電阻測(cè)量電路的設(shè)計(jì)

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評(píng)分: 4.4

陀螺儀是一種廣泛應(yīng)用的慣性器件,針對(duì)陀螺儀測(cè)試效率低的現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于恒流源的陀螺儀測(cè)溫絲電阻測(cè)量電路;采用恒流源測(cè)量電阻,能有效消除引線電阻帶來(lái)的測(cè)量誤差,顯著地提高了測(cè)量精度;詳細(xì)描述了系統(tǒng)的功能和總體結(jié)構(gòu),給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方法、軟件結(jié)構(gòu)圖及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析;該系統(tǒng)還包括單片機(jī)控制的數(shù)據(jù)采集電路、液晶顯示單元、報(bào)警輸出單元;該測(cè)試系統(tǒng)已經(jīng)成功運(yùn)用于陀螺儀的溫后電阻測(cè)量中,實(shí)踐表明,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,具有較高的測(cè)試精度。

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振動(dòng)陀螺儀音叉振動(dòng)陀螺儀

音叉振動(dòng)陀螺儀又稱音叉諧振陀螺儀。它利用音叉端部的振動(dòng)質(zhì)量被基座帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)的哥氏效應(yīng)來(lái)敏感角速度。從功能上看,它屬于單軸速率陀螺儀。

音叉的雙臂在激振裝置的激勵(lì)下做相向和相背交替的往復(fù)彎曲運(yùn)動(dòng),音叉兩端部的質(zhì)量就做相向和相背交替的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。激振裝置保證了音叉做等幅振蕩運(yùn)動(dòng),雙臂振蕩的幅值相等,而相位恰好相反。

音叉振動(dòng)陀螺儀的哥氏效應(yīng)可以用下圖來(lái)說(shuō)明,由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)和牽連運(yùn)動(dòng)的相互影響,音叉端部?jī)蓚€(gè)質(zhì)點(diǎn)均具有哥氏加速度,并受到哥氏慣性力的作用。當(dāng)音叉端部的質(zhì)點(diǎn)做相向運(yùn)動(dòng)時(shí),其哥氏加速度大小為

,哥氏慣性力大小為
,方向如圖中所示。

兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的哥氏慣性力矢量在xoz平面上,由此對(duì)音叉中心軸形成轉(zhuǎn)矩,即哥氏慣性力矩,其大小為

其中s為音叉兩端質(zhì)點(diǎn)與y軸的垂直距離,方向如圖1中所示。

若音叉兩端部的質(zhì)點(diǎn)做相背運(yùn)動(dòng)時(shí),則相對(duì)速度、哥氏速度、哥氏加速度、哥氏慣性力和哥氏慣性力矩都和圖中的方向相反。

除了音叉端部?jī)少|(zhì)點(diǎn)有上述現(xiàn)象外,音叉兩臂上所有對(duì)稱位置上的質(zhì)點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)上述哥氏效應(yīng),所以整個(gè)音叉的哥氏慣性力矩應(yīng)當(dāng)通過(guò)積分來(lái)求得,通過(guò)積分輸出的結(jié)果便可以反推出角速度信息。

 

振動(dòng)陀螺儀殼體振動(dòng)陀螺儀

殼體振動(dòng)陀螺儀利用軸對(duì)稱殼的振動(dòng)質(zhì)量在角速度作用下的哥氏效應(yīng)而工作。在這種陀螺儀中,哥氏效應(yīng)所導(dǎo)致的結(jié)果是振動(dòng)波形相對(duì)基座的偏轉(zhuǎn)。

殼體振動(dòng)陀螺儀的核心部分是諧振殼體或稱諧振子,利用諧振子振型相對(duì)基座的偏轉(zhuǎn)來(lái)度量基座相對(duì)慣性空間的旋轉(zhuǎn)。振型偏轉(zhuǎn)方向與基座轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,振型偏轉(zhuǎn)角度

與基座轉(zhuǎn)動(dòng)角度
成正比,即

也即

其中
為基座轉(zhuǎn)動(dòng)角速度。

諧振子振型的偏轉(zhuǎn)通過(guò)哥氏加速度和哥氏慣性力從得到,也即通過(guò)諧振子在角速度作用下的哥氏效應(yīng)得到相應(yīng)的諧振子振型的偏轉(zhuǎn)角度,由此便可以從殼體振動(dòng)陀螺儀輸出信息中反推出角速度信息。

振動(dòng)陀螺儀微機(jī)械振動(dòng)陀螺儀

微機(jī)械振動(dòng)陀螺儀是固態(tài)的角速度傳感器,以壓電杯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)測(cè)量 coriolis 力.保證陀螺儀輸出和角速度成正比的高精度電壓信號(hào)。其一般測(cè)量范圍 為0- 1500°/s ,單極或兩極的輸出電壓可供選擇使用。

陀螺儀用途

陀螺儀器最早是用于航海導(dǎo)航,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,它在航空和航天事業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用。陀螺儀器不僅可以作為指示儀表,而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺,能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對(duì)地面穩(wěn)定等等。作為精密測(cè)試儀器,陀螺儀器能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。由此可見(jiàn),陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)廣泛的,它在現(xiàn)代化的國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。

廣泛使用的MEMS陀螺(微機(jī)械)可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車、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。

陀螺儀器最早是用于航海導(dǎo)航,但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,它在航空和航天事業(yè)中也得到廣泛的應(yīng)用。陀螺儀器不僅可以作為指示儀表,而更重要的是它可以作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中的一個(gè)敏感元件,即可作為信號(hào)傳感器。

根據(jù)需要,陀螺儀器能提供準(zhǔn)確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號(hào),以便駕駛員或用自動(dòng)導(dǎo)航儀來(lái)控制飛機(jī)、艦船或航天飛機(jī)等航行體按一定的航線飛行,而在導(dǎo)彈、衛(wèi)星運(yùn)載器或空間探測(cè)火箭等航行體的制導(dǎo)中,則直接利用這些信號(hào)完成航行體的姿態(tài)控制和軌道控制。

作為穩(wěn)定器,陀螺儀器能使列車在單軌上行駛,能減小船舶在風(fēng)浪中的搖擺,能使安裝在飛機(jī)或衛(wèi)星上的照相機(jī)相對(duì)地面穩(wěn)定等等。作為精密測(cè)試儀器,陀螺儀器能夠?yàn)榈孛嬖O(shè)施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導(dǎo)彈發(fā)射井等提供準(zhǔn)確的方位基準(zhǔn)。

由此可見(jiàn),陀螺儀器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)廣泛的,它在現(xiàn)代化的國(guó)防建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中均占重要的地位。此處我們重點(diǎn)介紹在電子領(lǐng)域中現(xiàn)在比較流行的MEMS陀螺儀。

廣泛使用的MEMS陀螺(微機(jī)械)可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車、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,可數(shù)字輸出,溫度補(bǔ)償,零位校正等。

陀螺儀工作原理

消費(fèi)電子設(shè)備早在幾年前就開(kāi)始使用MEMS加速計(jì)。從游戲機(jī)到手機(jī),從筆記本電腦到白色家電,運(yùn)動(dòng)控制式用戶界面和增強(qiáng)的保護(hù)系統(tǒng)給所有的消費(fèi)電子產(chǎn)品帶來(lái)很多好處。

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),為最終用戶提供現(xiàn)場(chǎng)感更強(qiáng)的用戶使用體驗(yàn)、精確的導(dǎo)航系統(tǒng)以及其它功能。

ST在EMES市場(chǎng)的份額正在快速增長(zhǎng),作為全球公認(rèn)的消費(fèi)電子和手機(jī)市場(chǎng)最大的MEMS傳感器供應(yīng)商,ST最近推出了30款以低功耗和小封裝為特色的高性能陀螺儀。

ST研制的微機(jī)械陀螺儀傳感器沿用了ST成功的制造技術(shù),ST利用這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)制造了6億多顆加速傳感器, 選擇成功的技術(shù)可為客戶提供最先進(jìn)的質(zhì)量可靠的產(chǎn)品,而且可直接用于最終應(yīng)用。

ST陀螺儀的核心元件是一個(gè)微加工機(jī)械單元,按照一個(gè)音叉機(jī)制運(yùn)轉(zhuǎn),利用Coriolis原理把角速率轉(zhuǎn)換成一個(gè)特定感應(yīng)結(jié)構(gòu)的位移。

我們以一個(gè)單軸偏航陀螺儀為例,探討最簡(jiǎn)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)專用電路可以檢測(cè)的電參數(shù)。

因?yàn)镾T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,最終的電容變化將視為無(wú)效。

在系統(tǒng)方面,陀螺儀的信號(hào)調(diào)節(jié)電路可簡(jiǎn)化為電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分和加速傳感器感應(yīng)電路兩部分(圖2): - 電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分通過(guò)靜電激勵(lì)方法,使驅(qū)動(dòng)電路前后振蕩,為機(jī)械元件提供勵(lì)磁;

感應(yīng)部分通過(guò)測(cè)量電容變化來(lái)測(cè)量科里奧利力在感應(yīng)質(zhì)點(diǎn)上產(chǎn)生的位移,這是一個(gè)穩(wěn)健、可靠的技術(shù),被成功地用于ST的MEMS產(chǎn)品線,能夠提供強(qiáng)度與施加在傳感器上的角速率成正比的模擬或數(shù)字信號(hào)。

圖2:一個(gè)單軸偏航MEMS陀螺儀的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

在控制電路內(nèi)部有先進(jìn)的電源關(guān)斷功能,當(dāng)不需要傳感器功能時(shí),可關(guān)閉整個(gè)傳感器,或讓其進(jìn)入深度睡眠模式,以大幅降低陀螺儀的總功耗,當(dāng)需要檢測(cè)傳感器上施加的角速率時(shí),在接到用戶的命令后,傳感器可從睡眠模式中立即喚醒。

與ST的MEMS加速計(jì)類似,MEMS陀螺儀也沿用一個(gè)系統(tǒng)級(jí)封裝(SIP)方法,機(jī)械感應(yīng)元器件與其調(diào)節(jié)ASIC電路放在同一個(gè)封裝內(nèi)。

智能設(shè)計(jì)方法結(jié)合先進(jìn)的封裝解決方案使得該系列產(chǎn)品的封裝尺寸大幅縮減,多軸陀螺儀的系統(tǒng)封裝面積僅為3x5 mm2 ,最大厚度僅為1mm (圖3)。

意法半導(dǎo)體為客戶提供多軸感應(yīng)、30dps到6000dps量程的各種陀螺儀傳感器,讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師能夠解決不同的應(yīng)用需求,從圖像穩(wěn)定器到游戲,從指向裝置到機(jī)器人控制。

除上述傳統(tǒng)應(yīng)用外,整合加速計(jì)和陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航解決方案的慣性測(cè)量單元。換句話說(shuō),平臺(tái)開(kāi)發(fā)商可利用最新的MEMS技術(shù),將慣性傳感器與較傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)配合使用,能夠在衛(wèi)星信號(hào)很弱的高樓林立的市區(qū)或根本沒(méi)有信號(hào)的室內(nèi)或地鐵環(huán)境中提供導(dǎo)航服務(wù)。

在不久的將來(lái),準(zhǔn)確的方位信息與服務(wù)廠商提供的附加中間數(shù)據(jù)將會(huì)整合在一起,并顯示在用戶的手機(jī)顯示屏幕上,這種定位關(guān)聯(lián)服務(wù)將會(huì)為手機(jī)用戶帶來(lái)好處,例如,手機(jī)用戶可以獲得位于某一個(gè)購(gòu)物中心內(nèi)的所有商鋪的準(zhǔn)確信息,找到想要購(gòu)買的產(chǎn)品的方位提示,接收根據(jù)用戶興趣訂制的商品特價(jià)和打折信息。

整合MEMS加速計(jì)和陀螺儀地磁的模塊正在進(jìn)入廉價(jià)的電子玩具市場(chǎng),傳感器模塊提供的動(dòng)作感應(yīng)功能可實(shí)現(xiàn)互動(dòng)的游戲體驗(yàn),還能讓更小的兒童上網(wǎng)分享快樂(lè):孩子們很快就能夠創(chuàng)造自己的虛擬娃娃和人物,用自然的動(dòng)作玩這些玩具,不再使用按鈕或鍵盤一類的東西,甚至可以在網(wǎng)上與全球的小朋友一起分享游戲。

結(jié)論:就像幾年前加速計(jì)的成功故事一樣,意法半導(dǎo)體最近掀起了MEMS陀螺儀消費(fèi)浪潮,為市場(chǎng)提供一系列可靠的低廉的微型陀螺儀,增強(qiáng)多種消費(fèi)電子產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)跟蹤功能,實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)感更強(qiáng)的用戶體驗(yàn)。

憑借在MEMS技術(shù)、ASIC設(shè)計(jì)和更智能的封裝技術(shù)上不斷取得的進(jìn)步,結(jié)合最先進(jìn)的生產(chǎn)線和戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,意法半導(dǎo)體進(jìn)一步加強(qiáng)了其MEMS傳感器在消費(fèi)電子和手機(jī)市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)地位。

陀螺儀的作用

這陀螺儀和重力傳感器有什么區(qū)別呢?區(qū)別很多,但最大的區(qū)別就是重力傳感對(duì)于空間上的位移感受維較少,能做到6個(gè)方向的感應(yīng)就已經(jīng)很不錯(cuò)了,而陀螺儀則是全方位的。這很重要,毫不夸張的說(shuō),這兩者不是一個(gè)級(jí)別上的產(chǎn)品。

可能看到這里,大家還是會(huì)覺(jué)得有些迷惑,既然陀螺儀很厲害,那么它在手機(jī)上到底有什么用呢?我們不妨來(lái)看看。

第一大用途,導(dǎo)航。陀螺儀自被發(fā)明開(kāi)始,就用于導(dǎo)航,先是德國(guó)人將其應(yīng)用在V1、V2火箭上,因此,如果配合GPS,手機(jī)的導(dǎo)航能力將達(dá)到前所未有的水準(zhǔn)。實(shí)際上,目前很多專業(yè)手持式GPS上也裝了陀螺儀,如果手機(jī)上安裝了相應(yīng)的軟件,其導(dǎo)航能力絕不亞于目前很多船舶、飛機(jī)上用的導(dǎo)航儀。

第二大用途,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。

第三大用途,各類游戲的傳感器,比如飛行游戲,體育類游戲,甚至包括一些第一視角類射擊游戲,陀螺儀完整監(jiān)測(cè)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(guò)任天堂WII的兄弟會(huì)有很深的感受。

第四大用途,可以用作輸入設(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。

第五大用途,也是未來(lái)最有前景和應(yīng)用范圍的用途。下面重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)。那就是可以幫助手機(jī)實(shí)現(xiàn)很多增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的功能。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是近期才冒出的概念,和虛擬現(xiàn)實(shí)一樣,是計(jì)算機(jī)的一種應(yīng)用。大意是可以通過(guò)手機(jī)或者電腦的處理能力,讓人們對(duì)現(xiàn)實(shí)中的一些物體有跟深入的了解。

如果大家不理解,舉個(gè)例子,前面有一個(gè)大樓,用手機(jī)攝像頭對(duì)準(zhǔn)它,馬上就可以在屏幕上得到這座大樓的相關(guān)參數(shù),比如樓的高度,寬度,海拔,如果連接到數(shù)據(jù)庫(kù),甚至可以得到這座大廈的物主、建設(shè)時(shí)間、現(xiàn)在的用途、可容納的人數(shù)等等。

這種增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可不是用來(lái)滿足大家的好奇心,在實(shí)際生產(chǎn)上,其用途非常廣泛,比如蓋房子,用手機(jī)一照,就知道墻是否砌歪了?歪了多少? 再比如,假如您是一位伊拉克抵抗美軍的戰(zhàn)士,平時(shí)只需要揣著一部此類手機(jī),去基地那里轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),出來(lái)什么坦克,裝甲車或者直升機(jī),用手機(jī)對(duì)準(zhǔn)拍下,馬上就能判斷出武器的型號(hào),速度、運(yùn)動(dòng)方向。

陀螺儀產(chǎn)品

意法半導(dǎo)體(ST)推出全球首款雙核陀螺儀

意法半導(dǎo)體推出全球首款能夠同時(shí)處理用戶動(dòng)作識(shí)別與相機(jī)圖像穩(wěn)定兩大功能的雙核陀螺儀L3G4IS,創(chuàng)新的系統(tǒng)架構(gòu)讓設(shè)備廠商只需一個(gè)陀螺儀即可執(zhí)行兩個(gè)不同功能,從而優(yōu)化手機(jī)、平板電腦等智能消費(fèi)電子產(chǎn)品的尺寸、系統(tǒng)復(fù)雜性及成本。

這款擁有創(chuàng)新設(shè)計(jì)的雙核陀螺儀L3G4IS在4x4x1 mm封裝內(nèi)整合為兩個(gè)針對(duì)不同功能優(yōu)化的獨(dú)立輸出通道,同時(shí)可處理動(dòng)作手勢(shì)識(shí)別和光學(xué)圖像穩(wěn)定功能,為手機(jī)相機(jī)實(shí)現(xiàn)更加銳利清晰的照片畫質(zhì)。

意法半導(dǎo)體公司副總裁兼模擬產(chǎn)品、MEMS及傳感器產(chǎn)品部總經(jīng)理Benedetto Vigna表示:“通過(guò)意法半導(dǎo)體全新雙核陀螺儀的創(chuàng)新系統(tǒng)架構(gòu),設(shè)備廠商只需簡(jiǎn)單整合一個(gè)陀螺儀即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)作識(shí)別和圖像穩(wěn)定兩大功能,而無(wú)需再使用兩個(gè)不同技術(shù)規(guī)格的專用傳感器,終端產(chǎn)品進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)更可靠的性能,更纖薄時(shí)尚的外觀設(shè)計(jì)以及更低的制造成本?!?/p>

意法半導(dǎo)體的全新陀螺儀L3G4IS針對(duì)解決電池供電的便攜式設(shè)備電源限制問(wèn)題所設(shè)計(jì),整合關(guān)機(jī)和睡眠兩個(gè)省電模式,內(nèi)置高級(jí)智能電源管理所需的先入先出(FIFO)存儲(chǔ)模塊。新傳感器通過(guò)I2C和SPI兩個(gè)獨(dú)立通信接口輸出數(shù)據(jù),還提供多個(gè)數(shù)字嵌入式功能,如可配置低通/高通濾波器。新款陀螺儀內(nèi)置溫度傳感器,電源電壓范圍為2.4V至3.6V。

ST推出全新"陀螺儀"角速度傳感器

意法半導(dǎo)體(ST)推出新款MEMS單軸航向陀螺儀LISY300AL,這款產(chǎn)品采用7 x 7 x 1.5mm的表面貼裝封裝,角速度測(cè)量性能高達(dá)每秒300度(全量程)。新產(chǎn)品的主要特性包括:高靈敏度,電源電壓范圍擴(kuò)大,從2.7V到3.6V,省電模式可選。新產(chǎn)品還有助于降低游戲控制器、直觀指向設(shè)備、車用或個(gè)人用導(dǎo)航儀等設(shè)備的待機(jī)功耗,并具備圖像穩(wěn)定功能。

利用意法半導(dǎo)體市場(chǎng)領(lǐng)先的MEMS技術(shù),結(jié)合MEMS技術(shù)出色的強(qiáng)健性能,在溫度變化的條件下和整個(gè)產(chǎn)品生命周期內(nèi),LISY300AL的靈敏度表現(xiàn)非常穩(wěn)定。這個(gè)特性可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),提高傳感器的可靠性。

LISY300AL還在封裝內(nèi)整合一個(gè)低通濾波器及專用芯片接口,設(shè)計(jì)人員使用很少的外部組件即可開(kāi)發(fā)一個(gè)緊湊、低噪的解決方案。此外,高抗震性使新產(chǎn)品可用于對(duì)環(huán)境要求非常高的應(yīng)用中,如工業(yè)控制和汽車電子系統(tǒng)。內(nèi)置的自檢系統(tǒng)為目標(biāo)應(yīng)用帶來(lái)額外的精確度和可靠性保證。

除游戲和先進(jìn)指向設(shè)備用戶界面等消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用外,LISY300AL還可用于機(jī)器人和GPS導(dǎo)航系統(tǒng)中的傾斜運(yùn)動(dòng)和角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能。

LISY300AL的絕對(duì)速率輸出是模擬電壓信號(hào)。28引腳的LGA封裝采用ST的ECOPACK封裝技術(shù),符合RoHS法令要求的“綠色節(jié)能”標(biāo)準(zhǔn)。

意法半導(dǎo)體推出世界首款3軸汽車陀螺儀

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡(jiǎn)稱ST)推出市場(chǎng)上首款符合汽車集成電路標(biāo)準(zhǔn)(AEC-Q100)的3軸數(shù)字輸出陀螺儀。意法半導(dǎo)體最新的角速度傳感器旨在于提高汽車設(shè)備的精度和穩(wěn)定性,包括儀表板內(nèi)置導(dǎo)航儀、遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)和路橋收費(fèi)系統(tǒng)。

意法半導(dǎo)體的汽車級(jí)陀螺儀能夠提供精確的測(cè)量結(jié)果,可大幅提升汽車導(dǎo)航儀和遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)的航位推算和/或地圖匹配功能。在GSP衛(wèi)星信號(hào)很差的室內(nèi)和高樓林立的城區(qū),航位推算系統(tǒng)可彌補(bǔ)信號(hào)丟失的影響,代替衛(wèi)星檢測(cè)物體的運(yùn)動(dòng)和高度。

陀螺儀的精確測(cè)量數(shù)據(jù)還能提高地圖匹配精度。地圖匹配是在數(shù)字地圖的公路網(wǎng)絡(luò)上描述衛(wèi)星或傳感器觀測(cè)的用戶位置的運(yùn)動(dòng)軌跡的過(guò)程,地圖匹配被用于各種導(dǎo)航定位系統(tǒng),包括交通流量分析和車輛行駛方向。

運(yùn)用一個(gè)檢測(cè)結(jié)構(gòu)測(cè)量沿三個(gè)正交軸[1]的運(yùn)動(dòng)是意法半導(dǎo)體的業(yè)內(nèi)獨(dú)一無(wú)二的陀螺儀設(shè)計(jì)概念,可實(shí)現(xiàn)新的航位推算和地圖匹配功能,能夠徹底解決三軸之間的信號(hào)干擾問(wèn)題,從而大幅提升測(cè)量精度,具有出色的長(zhǎng)時(shí)間和寬溫度范圍輸出穩(wěn)定性。

意法半導(dǎo)體的A3G4250D可測(cè)量最高+/-250dps(度/秒)的角速率。陀螺儀的片上接口把角速率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成16位碼流,通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的SPI或I2C通信協(xié)議,安全可靠地傳送到一個(gè)專用微控制器。新產(chǎn)品提供兩個(gè)輸出引腳(中斷和數(shù)據(jù)準(zhǔn)備)和4個(gè)用戶可選的輸出數(shù)據(jù)速率。

這款3V單電源傳感器整合了關(guān)斷和深度睡眠兩種省電模式,并集成一個(gè)智能電源管理功能用FIFO(先入先出)存儲(chǔ)器模塊。A3G4250D內(nèi)置一個(gè)8位溫度傳感器,工作范圍擴(kuò)大至-40到85°C。這款產(chǎn)品具有很強(qiáng)抗電磁干擾性能,可承擔(dān)最高10,000g的撞擊。

意法半導(dǎo)體的汽車3軸數(shù)字陀螺儀的設(shè)計(jì)和制造采用了與ST目前銷售量超過(guò)20億支的運(yùn)動(dòng)傳感器相同的制造工藝。意法半導(dǎo)體擁有最先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力,8英寸MEMS專用生產(chǎn)線具備大規(guī)模制造能力,尖端設(shè)計(jì)結(jié)合巨大產(chǎn)能,這一業(yè)內(nèi)獨(dú)有的雙重優(yōu)勢(shì)使公司能夠滿足好整個(gè)供應(yīng)鏈的需求。

深迪發(fā)布中國(guó)首款消費(fèi)級(jí)商用三軸MEMS陀螺儀

深迪半導(dǎo)體(上海)有限公司(Senodia Technologies (Shanghai) Co., Ltd )正式發(fā)布其首款三軸微機(jī)電(MEMS)陀螺儀產(chǎn)品,ST200G。這是中國(guó)首款完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的消費(fèi)級(jí)商用三軸MEMS陀螺儀。

它繼深迪2009年底發(fā)布中國(guó)首款消費(fèi)級(jí)商用單軸MEMS陀螺儀SSZ0304CN打破國(guó)內(nèi)消費(fèi)電子廠商100%依賴進(jìn)口陀螺儀芯片之后,又一款里程碑的產(chǎn)品,并宣告中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的消費(fèi)級(jí)MEMS陀螺儀進(jìn)入三軸時(shí)代。

ST200G是一款小體積、低功耗、高性能、低成本的三軸陀螺儀。它采用QFN封裝,體積僅為4mm×4mm×0.9mm,工作溫度范圍為-40攝氏度~+85攝氏度,角速度滿量程為+/-250度/秒到+/-2000度/秒。另外,ST200G集成了全部的陀螺信號(hào)處理電路,芯片可以設(shè)置Burst Mode及不同的中斷形式,其性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

三軸MEMS陀螺儀能夠同時(shí)偵測(cè)三個(gè)軸向(X, Y, Z)的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度(傾斜、滾動(dòng)或旋轉(zhuǎn))。作為姿態(tài)識(shí)別、遙控、專業(yè)游戲、室內(nèi)導(dǎo)航和實(shí)景增強(qiáng)不可或缺的裝置,三軸MEMS陀螺儀在消費(fèi)級(jí)領(lǐng)域有如下廣泛而理想的應(yīng)用:

-- 智能手機(jī)

-- 平板電腦

-- 游戲手柄

-- 遙控器便

-- 模型玩具

-- 便攜式攝像機(jī)和數(shù)碼相機(jī)

-- GPS

ST推出全球最小3軸陀螺儀使占板空間縮減40%

意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics,簡(jiǎn)稱ST)進(jìn)一步擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)傳感器產(chǎn)品組合,推出全球最小的高性能三軸模擬陀螺儀。

L3G3250A整合意法半導(dǎo)體已生產(chǎn)近15.4億顆運(yùn)動(dòng)傳感器所采用的穩(wěn)健可靠、經(jīng)市場(chǎng)驗(yàn)證的微機(jī)械加工技術(shù)以及公司積極的封裝縮減藍(lán)圖,能夠滿足下一代應(yīng)(游戲機(jī)、虛擬實(shí)境輸入設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制人機(jī)界面(MMI)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、家電以及機(jī)器人)對(duì)更小占板空間的要求。新款傳感器是高性能的三軸模擬輸出陀螺儀,封裝僅為3.5x3x1mm,占板空間從現(xiàn)有產(chǎn)品的17.6 mm3 縮減至10.5 mm3,縮減幅度近40%。

由于諧振頻率在音頻帶寬之外,L3G3250A能夠完全抵抗如安裝在傳感器附近的揚(yáng)聲器產(chǎn)生的音頻噪聲,以及通過(guò)印刷電路板傳遞的耦合機(jī)械振動(dòng),新產(chǎn)品進(jìn)而擁有更高的檢測(cè)精度和可靠性。

此外,其先進(jìn)的設(shè)計(jì)結(jié)合三軸一體運(yùn)動(dòng)感應(yīng)結(jié)構(gòu) 可進(jìn)一步提高精度和可靠性,確保傳感器輸出在時(shí)間和溫度特性方面具有業(yè)界最高的穩(wěn)定性。L3G3250A集高檢測(cè)分辨率和出色的抗音頻噪聲和機(jī)械振動(dòng)噪聲于一身,讓手機(jī)、平板電腦、游戲機(jī)等智能消費(fèi)電子產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)用戶界面變得更趨真實(shí)。

L3G3250A提供兩個(gè)用戶可選量程 – 625或2500 dps (度/秒) – 檢測(cè)分辨率分別為2mV/dps和0.5mV/dps。高量程讓陀螺儀能夠檢測(cè)速度非??斓氖謩?shì)和運(yùn)動(dòng)。產(chǎn)品其它特性包括嵌入式自測(cè)功能、寬壓電源(2.4V至3.6V)、能夠優(yōu)化電池供電設(shè)備電源管理功能的嵌入式關(guān)閉和睡眠兩種節(jié)能模式、嵌入式低通濾波器和高通濾波器復(fù)位功能以及出色的防碰撞功能。

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