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陀螺仪电路图

发布时间:2021-12-15 12:26:03

Ⅰ 陀螺仪原理示意图和公式

陀螺仪的原理就是,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。人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。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。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后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。 陀螺仪是在动态中保持相对跟踪状态的装置,由于其原理的复杂性,我们借助于图来看看陀螺仪的原理。

Ⅱ 电源模块中如何将陀螺仪电路图加进去

格林能电源模块可以帮您

Ⅲ 有没有陀螺仪的原理过程最好带图

一、引言
陀螺仪作为一种惯性测量器件,是惯性导航、惯性制导和惯性测量系统的核心部件,广泛应用于军事和民用领域。传统的陀螺仪体积大、功耗高、易受干扰,稳定性较差,最近美国模拟器件公司推出了一种新型速率陀螺芯片ADXRS,它只有7mm×7mm×3mm大小,采用BGA-32封装技术,这种封装至少要比任何其他具有同类性能的陀螺仪小100倍,而且功耗为30mW,重量仅0.5g,能够很好的克服传统陀螺仪的缺点。由ADXRS芯片组成的角速度检测陀螺仪能够准确的测量角速度,此外还可以利用该陀螺仪对角度进行测量,实验取得了良好的结果。

二、陀螺仪的原理和构造
ADXRS系列陀螺仪是由美国模拟器件公司制造,采用集成微电子机械系统(iMEMS)专利工艺和BIMOS工艺的角速度传感器,内部同时集成有角速率传感器和信号处理电路。与任何同类功能的陀螺仪相比,ADXRS系列陀螺仪具有尺寸小、功耗低、抗冲击和振动性好的优点。
1、科里奥利加速度
ADXRS系列陀螺仪利用科里奥利(Coriolis)加速度来测量角速度,科里奥利效应原理如图1所示。假设某人站在一个旋转平台的中心附近,他相对地面的速度用图1箭头的长度所示。如果移动到平台外缘的某一点,他相对地面的速度会增加,如图1较长的箭头所示。由径向速度引起的切向速度的速率增加,这就是科里奥利加速度。设角速度为w科里奥利加速度的一半,另一般来自径向速度的改变,二者总和为2wv旋转平台必须施加一个大小为2Mwv科里奥利加速度,并且该人将受到大小相等的反作用力。的力来产生。如果人的质量为M,该,平台半径为r,则切向速度为wr,如果以速度v沿径向r移动,将产生一个切向加速度wv,这仅是

陀螺仪通过使用一种类似于人在一个旋转平台移出或移入的谐振质量元件,利用科里奥利效应来测量角速度。图2示出了ADXRS系列陀螺仪完整的微机械结构,陀螺仪通过附着在谐振体上的电容检测元件测量谐振质量元件及其框架由于科里奥利效应产生的位移。这些电容检测元件都是由硅材料制成的横梁,它们与两组附着在基片上的静止硅横梁互相交叉,因而形成两个标称值相等的电容器。由角速度引起的位移在该系统内产生一个差分电容。如果弹簧的弹性系数为K2wv M。如果总电容为C2wv,它直接与该角速度成比例。这种关系的逼真度在实际应用中非常好,其线性误差小于0.1%。 MC/gK,硅横梁的间距为g,则差分电容为/K,那么反作用力造成的位移为
2、陀螺仪的构造以及电路的实现
ADXRS系列陀螺仪的外围尺寸为7mm×7mm×3mm,采用BGA-32封装技术,有ADXRS150和ADXRS300两种型号,它们的功能电路完全相同,唯一不同在于前者的量程为±150°/s,后者的量程为±300°/s。图3显示了ADXRS300的内部电路结构和外围电路,其中外围电路主要是电容和电阻组成。
引脚AVCC接5V电源电压,22nF的泵浦电容用于产生12V的泵浦电压以供部分电路使用。测得的角速度以电压形式在引脚RATEOUT输出,0°/s时输出电压为2.5V,RATEOUT与引脚SUMJ之间并联一个电阻RoutADXRS300的角速度响应带宽,-3dB频率由下式决定:和电容Cout,从而组成低通滤波器用于限制
fout = 1 / (2 π ? Rout ? Cout) (1)
内部电路的Rout180kΩ,可以从外部给RoutΩ//RextADXRS300的量程为±300°/s,可以在RATEOUT和SUMJ引脚之间给Rout300 kΩ的电阻可以使量程增大50%,但是这需要对电路重新调零,调零时在SUMJ引脚处外接一个电阻RnullRATEOUT的零点是2.5V,但角运动范围不对称时,按下式计算:到地或电源正极,对称角运动情况下并联一个电阻来增大量程,例如并联一个,从而调整角速率响应带宽。并联一个电阻Rext,使得Rout=180k为
Rnull = (2)
式中,Vnull0——未校正时零角速度的输出电压,
Vnull1——校正后所需的零点电压。
如果求得的Rnull5V电源上。为负值,则把电阻Rnull接地;为正值,接在
三、实验过程和测量结果
ADXRS300陀螺仪直接的用途就是做角速度测量仪,此外也可以用于测量物体旋转角度—对陀螺仪的输出结果积分,所得的数值即为角度。
本实验即用ADXRS300陀螺仪测量角度,通过ADXRS300角速度测量仪测量旋转物体的转动角速度(注意:陀螺仪可以以任何角度安装在旋转物体的任何地方,只要测量使陀螺仪旋转轴和所要测量的轴平行即可),再对角速度积分就是我们所要的角度了。根据此原理,先把陀螺仪的输出通过数据采集器送入PC机中,再用软件进行积分并最终显示结果。具体流程如图4。

1、硬件设计
测量角度的具体方法是把ADXRS300陀螺仪固定在由步进电机驱动的圆盘上,由圆盘带动陀螺仪转动,陀螺仪的输出电压由F-5101数据采集控制器进行A/D转换。F-5101的输入电压范围为-5V~5V,A/D转换位数为12位,转换速度为25ms,适用于本实验的数据采集。
F-5101通过打印口与计算机相连,占用主机378H和379H两个I/O端口。主机通过写378H向F-5101送入操作状态,读379H得到A/D转换的数据。
系统的供电电压为220V,需要通过AC220B05-1W5型电源模块把220V交流电转换为5V直流电供ADXRS300陀螺仪使用。
2、软件设计
读取陀螺仪的输出电压值,换算成角速度并进行积分,最终显示结果这一步骤通过Visual Basic程序来实现。从计算机379H端口读取的数值为12位2进制数,利用公式
Vout10× (A×16 + B + C / 16)×4096 – 5 (3)=
可以把12位二进制数转换为十进制数,从而求得陀螺仪的实际输出电压。其中Vout12位二进制数的高4位、中4位和低4位。电压值换算成角速度由下式决定:设角速度为w,则:为输出电压,A,B,C分别为
w = (Vout -V0) / 5mV /°/s (4)
其中5mV/°/s为ADXRS300陀螺仪的灵敏度,V2.5V。0为陀螺仪静止时的输出电压,一般为
积分的主要步骤是用角速度w5。乘以程序运行一次所用的时间△t,循环运行程序,对每次的乘积进行累加,并实时送出累加结果,该结果即为测得的物体转过的角度,程序流程如图

3、实验结果
表1列出了陀螺仪转动±90°和±180°这四种情况的输出结果。

实验结果表明:角度相对误差小于0.5%,有较高的精度。其中误差来源主要包括:
程序运行一次所用的时间△t过长,造成对角速度的积分不精确,这是产生误差的主要来源。解决的方法是尽量避免冗长的程序语句,使用运行速度较快的计算机或者采用更精确的算法。
数据采集A/D转换时可能产生的误差,造成所积分的角速度不准确。

Ⅳ 电子陀螺仪怎么用原理还有电路图

我类个神啊抄,你说的电子陀螺仪一般都是MEMS陀螺,以下为我引用的一段:

MEMS陀螺仪,也就是微机电陀螺仪,在航模、手机、相机中广泛运用,MEMS陀螺仪利用科里奥利力——旋转物体在有径向运动时所受到的切向力。

其基本原理如下:
MEMS陀螺仪通常有两个方向的可移动电容板。径向的电容板加震荡电压迫使物体作径向运动(有点象加速度计中的自测试模式),横向的电容板测量由于横向科里奥利运动带来的电容变化(就象加速度计测量加速度)。因为科里奥利力正比于角速度,所以由电容的变化可以计算出角速度。
现在你明白这玩意儿是咋把角运动信号转换成电信号的了吧。
电路图俺没有人家厂家的实际电路图,弄不到,不好意思。
作答完毕

Ⅳ 求飞思卡尔 陀螺仪原理及图片

上智能车制作这个论坛,里面什么东西都有。直接点第八届赛事讨论区,半个月前差不多就有这届比赛要用的陀螺仪的datasheet。由于是手机登陆,不能发给你,全部手机打出,望采纳

Ⅵ 陀螺仪的工作原理

高速旋转的物体的旋转轴,对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且,旋转物体在横向倾斜时,重力会向增加倾斜的方向作用,而轴则向垂直方向运动,就产生了摇头的运动(岁差运动)。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时,由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力,陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。 陀螺经纬仪的陀螺装置由陀螺部分和电源部分组成。此陀螺装置与全站仪结合而成。陀螺本体在装置内用丝线吊起使旋转轴处于水平。当陀螺旋转时,由于地球的自转,旋转轴在水平面内以真北为中心产生缓慢的岁差运动。旋转轴的方向由装置外的目镜可以进行观测,陀螺指针的振动中心方向指向真北。利用陀螺经纬仪的真北测定方法有“追尾测定”和“时间测定”等。
追尾测定[反转法]
利用全站仪的水平微动螺丝对陀螺经纬仪显示岁差运动的刻度盘进行追尾。在震动方向反转的点上(此时运动停止)读取水平角。如此继续测定之,求得其平均震动的中心角。用此方法进行20分钟的观测可以求得+/-0。5分的真北方向。
时间测定[通过法]
用追尾测定观测真北方向后,陀螺经纬仪指向了真北方向,其指针由于岁差运动而左右摆动。用全站仪的水平微动螺丝对指针的摆动进行追尾,当指针通过0点时反复记录水平角,可以提高时间测定的精度,并以+/-20秒的精度求得真北方向。 3.1 隧道中心线测量
在隧道等挖掘工程中,坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构挖掘(shield tunnel)的情况,从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度,测量中还要经常进行地面和地下的对应检查,以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区,不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以得到绝对高精度的方位基准,而且可减少耗费很高的检测作业(检查点最少),是一种效率很高的中心线测量方法。
3.2 通视障碍时的方向角获取
当有通视障碍,不能从已知点取得方向角时,可以采用天文测量或陀螺经纬仪测量的方法获取方向角(根据建设省测量规范)。与天文测量比较,陀螺经纬仪测量的方法有很多优越性:对天气的依赖少、云的多少无关、无须复杂的天文计算、在现场可以得到任意测线的方向角而容易计算闭合差。
3.3 日影计算所需的真北测定
在城市或近郊地区对高层建筑有日照或日影条件的高度限制。在建筑申请时,要附加日影图。此日影图是指,在冬至的真太阳时的8点到16点为基准,进行为了计算、图面绘制所需要的高精度真北方向测定。使用陀螺经纬仪测量可以获得不受天气、时间影响的真北测量。
4,陀螺仪的各种品牌及购买途径
美国ADI公司 TI公司 ST公司 俄罗斯 Fizoptika 挪威SENSONOR公司 日本Silicon美国BEI村田 EPSON
美国CrossbowKVH国内的一些高校和研究所也在研发生产一些陀螺仪,国内的一些公司和北京中发电子市场3176代理某些陀螺仪。 1、陀螺仪自被发明开始,就用于导航,先是德国人将其应用在V1、V2火箭上,因此,如果配合GPS,手机的导航能力将达到前所未有的水准。实际上,很多专业手持式GPS上也装了陀螺仪,如果手机上安装了相应的软件,导航能力绝不亚于很多船舶、飞机上用的导航仪。还可以实现GPS的惯性导航:当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近,没有GPS讯号时,可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移,从而继续导航。
2、可以和手机上的摄像头配合使用,比如防抖,在拍照时的维持图像的稳定,防止由于手的抖动对拍照质量的影响。在按下快门时,记录手的抖动动作,将手的抖动反馈给图像处理器,可以让手机捕捉到更清晰稳定的画面。
3、各类游戏的传感器,比如飞行游戏,体育类游戏,甚至包括一些第一视角类射击游戏,陀螺仪完整监测游戏者手的位移,从而实现各种游戏操作效果。有关这点,想必用过任天堂WII的网友会有很深的感受。
4、可以用作输入设备,陀螺仪相当于一个立体的鼠标,这个功能和第三大用途中的游戏传感器很类似,甚至可以认为是一种类型。通过小幅度的倾斜,偏转手机,实现菜单,目录的选择和操作的执行。(比如前后倾斜手机,实现通讯录条目的上下滚动;左右倾斜手机,实现浏览页面的左右移动或者页面的放大或缩小。)
5、也是未来最有前景和应用范围的用途。那就是可以帮助手机实现很多增强现实的功能。增强现实是才冒出的概念,和虚拟现实一样,是计算机的一种应用。大意是可以通过手机或者电脑的处理能力,让人们对现实中的一些物体有更深入的了解。如果大家不理解,举个例子,前面有一个大楼,用手机摄像头对准它,马上就可以在屏幕上得到这座大楼的相关参数,比如楼的高度,宽度,海拔,如果连接到数据库,甚至可以得到这座大厦的物主、建设时间、现在的用途、可容纳的人数等等。

Ⅶ 激光陀螺仪工作原理图解说明一下

陀螺仪基本上就是运用物体在高速旋转时,角动量会很大,旋转轴会一直稳定指向一内个方向的性质为依据,用容它来保持一定的方向,制造出来的定向仪器。

不过它必需转得够快,或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然,只要一个很小的力矩,就会严重影响到它的稳定性,所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力,使其保持高速转动的。

(7)陀螺仪电路图扩展阅读:

基本结构:

激光陀螺仪的基本元件是环形激光器,环形激光器由三角形或正方形的石英制成的闭合光路组成,内有一个或几个装有混合气体(氦氖气体)的管子,两个不透明的反射镜和一个半透明镜。用高频电源或直流电源激发混合气体,产生单色激光。

为维持回路谐振,回路的周长应为光波波长的整数倍。用半透明镜将激光导出回路,经反射镜使两束相反传输的激光干涉,通过光电探测器和电路输入与输出角度成比例的数字信号。

Ⅷ 乐高陀螺仪传感器工作原理

乐高陀螺仪用的是电桥电路,不是下楼所讲的。

Ⅸ 陀螺仪的工作原理

我们不用一个完整的轮框,我们用四个质点ABCD来表示边上的区域,这个边对于用图来解释陀螺仪的工作原理是很重要的。轴的底部被托住静止但是能够各个方向旋转。当一个倾斜力作用在顶部的轴上的时候,质点A向上运动,质点C则向下运动,如其中的子图1。因为陀螺仪是顺时针旋转,在旋转90度角之后,质点A将会到达质点B的位置。CD两个质点的情况也是一样的。子图2中质点A当处于如图的90度位置的时候会继续向上运动,质点C也继续向下。AC质点的组合将导致轴在子图2所示的运动平面内运动。一个陀螺仪的轴在一个合适的角度上旋转,在这种情况下,如果陀螺仪逆时针旋转,轴将会在运动平面上向左运动。如果在顺时针的情况中,倾斜力是一个推力而不是拉力的话,运动将会向左发生。在子图3中,当陀螺仪旋转了另一个90度的时候,质点C在质点A受力之前的位置。C质点的向下运动受到了倾斜力的阻碍并且轴不能在倾斜力平面上运动。倾斜力推轴的力量越大,当边缘旋转大约180度时,另一侧的边缘推动轴向回运动。
万向节陀螺仪
实际上,轴在这个情况下将会在倾斜力的平面上旋转。轴之所以会旋转是因为质点AC在向上和向下运动的一些能量用尽导致轴在运动平面内运动。当质点AC最后旋转到大致上相反的位置上时,倾斜力比向上和向下的阻碍运动的力要大。陀螺仪运动的特性是它拐弯的时候能够保持单轨设备的直上直下。比如说,有必要的话,消防汽缸压在一个很重的陀螺仪的轴上,就能保持其稳定。陀螺仪和万向节结合起来组成的万向节陀螺仪则是实际中最经常应用的。
各模上的陀螺仪
从上面我们可以看到,陀螺仪的关键是轴的不变性。这样的特性,看起来虽然简单,但能使用在许多不同的应用上。制导武器就是陀螺仪的最关键应用之一。在惯性制导中,陀螺仪是控制武器飞行姿态的重要部件,在剧烈变化的环境中,没有精心设计的陀螺仪用来保证稳定性和准确性,再好的控制规律也无法命中目标。除了制导之外,陀螺仪还能够应用在其他的尖端的科技上。比如说,著名的哈勃天文望远镜的3个遥感装置中每个都装有一个陀螺仪和一个备份。3个工作的陀螺仪是保证望远镜指向所必不可少的。
陀螺仪正是因为它的平衡的特性,已经成为了飞行设备中关键的部件,从航模、制导武器、导弹、卫星、天文望远镜,无处没有它的身影,陀螺仪默默的工作保证了这些飞行设备能按照指定的方式去工作。
向左转|向右转

Ⅹ 航模 陀螺仪 原理

陀螺仪的原理就是,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。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。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后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。
在现实生活中,陀螺仪发生的进给运动是在重力力矩的作用下发生的。
特性
陀螺仪被广泛用于航空、航天和航海领域。这是由于它的两个基本特性:一为定轴性(inertia
or
rigidity),另一是进动性(precession),这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。

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