角速度传感器

角速度传感器应用Coriolis力原理，内置特殊的陶瓷装置，大大的简化了设备结构和电路装置,从而具备优越的操作特性。角速度传感器也称为陀螺仪，是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，此为机械陀螺仪。

主要应用于汽车导航,运动物体的位置控制和姿态控制,以及其它需要精确角度测量的场合。

对于角速度传感器，很多人可能会比较陌生，不过，如果提到它的另一个名字——陀螺仪，相信有不少人知道。

陀螺仪，是一种用来感测与维持方向的装置，基于角动量不灭的理论设计出来的。陀螺仪一旦开始旋转，由于轮子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。

角速度传感器的原理通俗地说，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。大家如果玩过陀螺就会知道，旋转的陀螺遇到外力时，它的轴的方向是不会随着外力的方向发生改变的。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。

人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫做陀螺仪，然后再用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统 。

单轴的角速度传感器只能测量单一方向的改变，因此一般的系统要测量 X、Y、Z 轴三个方向的改变，就需要三个单轴的角速度传感器。目前通用的一个 3 轴角速度传感器就能替代三个单轴的，而且还有体积小、重量轻、结构简单、可靠性好等诸多优点，因此各种形态的 3 轴角速度传感器是目前主要的发展趋势。

最常见的角速度传感器使用场景就是手机，如赛车类手游就是通过角速度传感器的作用产生汽车左右摇摆的交互模式。除了手机，角速度传感器还被广泛应用在 AR/VR 以及无人机领域。

角速度跟加速度就是同胞兄弟。加速度传感器有两种：一种是角加速度传感器，是由陀螺仪（角速度传感器）的改进的。另一种是线加速度传感器。在要求相对不高的场合，一个基于陀螺仪的传感器，可以做到既能测量倾角，也可以测量加速度。

角速度是描述物体运行状态的重要参数，分为倾角角速度和旋转角速度。通过对瞬时角速度的测量，可以监测物体的运动状态，从而对其运动姿态进行控制。目前，角速度测量已经在汽车、军事、航天、工业、电子等多个领域得到了广泛的应用。

近年来关于倾角角速度传感器的研究主要包括磁流体动力学角速度传感器、微热对流角速度传感器、新型MEMS 仿生三维角速度传感器和基于Coriolis 效应的微机械陀螺等。

由于旋转机械的应用领域更为广泛，因此旋转角速度检测装置的使用范围也更大。目前测量旋转机械瞬时角速度的装置主要是测速发电机，测速发电机分直流、交流测速发电机两大类。

直流测速发电机由于电刷接触电阻和电枢反应的影响，其输出特性的线性误差较大，约为0．3%左右，且存在低速失灵区和纹波影响;

交流测速发电机不存在电刷接触电阻产生的影响，但运行时由于转子漏阻抗和激磁绕组漏阻抗的影响，同样导致其输出特性的线性误差较大; 此外，由于交流异步测速发电机的两相定子绕组不完全垂直，或是气隙不均，磁路不对称，亦或是空心杯转子的壁厚不均以及制造杯型转子的材料不均，会造成一定的剩余电压。

基于此，研究了一种无刷式测速发电机。

惯性测量装置IMU属于捷联式惯导，该系统有三个加速度传感器与三个角速度传感器（陀螺）组成，加速度计用来感受飞机相对于地垂线的加速度分量，角速度传感器用来感受飞机的角度信息，该子部件主要有两个A/D转换器AD7716BS与64K的E/EPROM存储器X25650构成，A/D转换器采用IMU各传感器的模拟变量，转换为数字信息后经过CPU计算后最后输出飞机俯仰角度、倾斜角度与侧滑角度，E/EPROM存储器主要存储了IMU各传感器的线性曲线图与IMU各传感器的件号与序号，部品在刚开机时，图像处理单元读取E/EPROM内的线性曲线参数为后续角度计算提供初始信息。IMU的具体实物见图。