小磷光一

三轴陀螺仪的原理

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我们都知道高速旋转的陀螺仪始终指向一个方向,那么我们用一个陀螺仪就能对一个方向进行定位。在我们的世界里,我们有自己的方向,有自己的参照物,但是在太空的飞船、在海底的潜水艇等就没有响应的参照物来判断自己的位置了,如果用陀螺仪对一个方向进行标定,然后选取一个响应的原点,那么就会知道自己的位置了。

传统的单轴陀螺仪只能只能测量一个方向的量,而我们要建立的坐标系是三维空间的三个向量的坐标系,那么我们就需要使用三个单轴陀螺仪,把他们组装在一起,这样才能构造一个坐标系。三轴陀螺仪:同时测定6个方向的位置,移动轨迹,加速。而3轴的一个就能替代三个单轴的。为系统设立一个坐标。3轴的体积小、重量轻、结构简单、可靠性好。

图中就三轴陀螺仪的工作原理。在图中我们能看到三个小飞轮一样的东西,当这三个小飞轮告诉旋转起来并且相互之间保持垂直的状态,那么根绝飞轮轴相对某个点的指定方向,那么就能知道自己的位置和运动方向了。、

尽管工作的原理很简单,但是如果想要做好三轴陀螺仪还是很难的,因为属于高精度的仪器,所以对温度、分辨率、电压等要求还是很高的。如果仅仅是应用陀螺仪对此进行定位的话,那么就会有很多的误差,所以一般使用陀螺仪、加速度计、磁力计结合使用,这样就能使陀螺仪的精度更高。

大家还要注意一下,精度和分辨率是两个概念,精度可以无限的扩展,但是分辨率不能,举个例子吧,我测量一个电压,假设这个电压值是8.89898555,测得这个电压从小数点后四位也就是九之后都是一直在跳的,那么他的分辨率只有四位,但是精度有八位的。

ADI公司的三轴陀螺仪也有很多,比如ASIS16355,他就是三轴陀螺仪和三轴加速度计惯性检测系统。ADIS16400/ADIS16405 iSensor 产品均为完整的惯性系统,内置一个三轴陀螺仪、一个三轴加速度计和一个三轴磁力计。