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本發(fā)明公開了一種磁流體檢測原理的微型陀螺儀，由驅(qū)動層、結(jié)構(gòu)層和檢測層三者鍵合而成。驅(qū)動層上包含兩個微型電加熱器，分別位于結(jié)構(gòu)層上對應(yīng)的封閉腔體中，兩封閉腔體分別與結(jié)構(gòu)層上的微流通道和分流通道相連，并被導(dǎo)電流體隔斷，兩微型電加熱器交替加熱封閉腔體中的氣體，導(dǎo)致兩封閉腔體的壓力交替增大，實現(xiàn)導(dǎo)電流體在微流通道和分流通道之間周期往復(fù)運動，兩對稱布置的分流通道流量差包含角速度信息，通過磁流體原理檢測兩分流通道流量差，從而獲得角速度信息。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，不存在活動和振動部件，壽命長，靈敏度和分辨率高，采用微加

產(chǎn)品詳細介紹 IMU微型陀螺測量系統(tǒng)MIN-900-2 微型陀螺測量系統(tǒng)MIN-900-2簡介： IMU微型陀螺測量系統(tǒng)MIN-900-2 結(jié)合了三個方向角速率陀螺儀，三向加速度計，三軸磁強計，混合運算器, 16bit 模數(shù)轉(zhuǎn)換, 微控制器等，通過創(chuàng)新性的算法，無論在靜態(tài)和動態(tài)都能給出精確的方向和姿態(tài)。操作在三軸360 度的運動狀態(tài)，提供姿態(tài)的Euler角。 微型陀螺測量系統(tǒng)MIN-900-2原理： MIN-900-2 利用三軸陀螺跟蹤系統(tǒng)動態(tài)的角度，三軸的加速度計和磁場計跟蹤靜態(tài)的角度，而內(nèi)置的處理器及控制器，通過濾波和算法，輸出實時的角度（無論是在靜態(tài)還是動態(tài)），這就提供了快的響應(yīng),當(dāng)在振動和快速的運動狀態(tài)下也沒有漂移。穩(wěn)定的輸出通過容易使用的數(shù)字格式提供. 微型陀螺測量系統(tǒng)MIN-900-2性能參數(shù)：

產(chǎn)品詳細介紹 最新的MEMS陀螺儀--HTG系列陀螺儀 MEMS陀螺儀HTG系列簡介：最新的MEMS陀螺儀--HTG系列陀螺儀是用來測量角速率的固態(tài)傳感器, 采用MEMS芯片，制造采用BIMOS生產(chǎn)工藝和載流焊工藝技術(shù)。HTG系列MEMS陀螺儀具有高可靠性和高封裝堅固性;可用于慣性測量元件、高可靠性的汽車電子、導(dǎo)彈制導(dǎo)和控制、飛行器穩(wěn)定控制、天線穩(wěn)定、攝像、數(shù)碼攝影、機器人等系統(tǒng)。 MEMS陀螺儀HTG系列性能參數(shù)：

1 基本概念 陀螺儀（ gyroscope）的原理就是，一個旋轉(zhuǎn)物體的旋轉(zhuǎn)軸所指的方向在不受外力影響時，是 不會改變的。人們根據(jù)這個道理，用它來保持方向，制造出來的東西就叫陀螺儀。我們騎自行車 其實也是利用了這個原理。輪子轉(zhuǎn)得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水平的力量。陀螺儀 在工作時要給它一個力，使它快速旋轉(zhuǎn)起來，一般能達到每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)，可以工作很長時間。 然后用多種方法讀取軸所指示的方向，并自動將數(shù)據(jù)信號傳給控制系統(tǒng)。在現(xiàn)實生活中，陀螺儀 發(fā)生的進動是在重力力矩的作用下發(fā)生的。 陀螺儀多用于導(dǎo)航、定位等系統(tǒng)，常用實例如手機GPS定位導(dǎo)航、衛(wèi)星三軸陀螺儀定位。陀 螺儀基本上就是運用物體高速旋轉(zhuǎn)時，角動量很大，旋轉(zhuǎn)軸會一直穩(wěn)定指向一個方向的性質(zhì)，所 制造出來的定向儀器。不過它必需轉(zhuǎn)得夠快，或者慣量夠大（也可以說是角動量要夠大）。不然， 只要一個很小的力矩，就會嚴重影響到它的穩(wěn)定性。 2 陀螺發(fā)展歷史 1850年法國的物理學(xué)家萊昂傅科（ J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動中的轉(zhuǎn) 子（ rotor），由于慣性作用它的旋轉(zhuǎn)軸永遠指向一固定方向，他用希臘字 gyro（旋轉(zhuǎn)）和skopein （看）兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀表。 18世紀歐拉建立的動力學(xué)方程和歐拉運動學(xué)方程，為陀螺運動的理論奠定了基礎(chǔ)。但是制造 出一個實用的陀螺卻經(jīng)歷了長時間的探索。19世紀中期，隨著鋼制外殼船舶的出現(xiàn)，原來所用的 磁羅盤不再適用，因而用陀螺導(dǎo)航的要求日益迫切。在第一次世界大戰(zhàn)中，美國海軍制成了陀螺 導(dǎo)航儀，并很快被其他國家所采用。隨著航海和航空事業(yè)的發(fā)展，陀螺儀已成為不可缺少的精密 導(dǎo)航儀器。20世紀初出現(xiàn)了飛機的陀螺穩(wěn)定器和自動駕駛儀。但直到1940年后，陀螺羅盤才完全 代替了磁羅盤，1950年出現(xiàn)了慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。 不論制造得多么精密的陀螺，要完全消除軸承的摩擦力并使質(zhì)心和支點重合是不可能的，因 而就會產(chǎn)生外加干擾力矩的作用，引起陀螺轉(zhuǎn)子自轉(zhuǎn)軸的緩慢進動，稱為陀螺漂移。這時的進動 角速度稱為漂移角速度。陀螺漂移角速度的大小是衡量陀螺精度高低的標(biāo)志。為最大限度地減少 漂移，近代陀螺的研究課題主要是如何實現(xiàn)無干擾力矩的支承。主要途徑是用電場力來代替支架， 實現(xiàn)無支承懸浮。如果轉(zhuǎn)子是個標(biāo)準的球形，則電場力通過其中心，從而實現(xiàn)無摩擦的懸浮。另剛體陀螺實驗系統(tǒng) GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 2 頁 一個途徑是用磁場力來實現(xiàn)轉(zhuǎn)子的懸浮，但要求轉(zhuǎn)子必須是用超導(dǎo)體制造的，才能使磁力線垂直 于球形轉(zhuǎn)子的表面且不穿透它的表面。這就是近代電陀螺和磁陀螺的基本設(shè)想。 3 剛體陀螺儀結(jié)構(gòu) 從力學(xué)的觀點近似的分析陀螺的運動時，可以把它看成是一個剛體，剛體上有一個萬向支點， 而陀螺可以繞著這個支點作三個自由度的轉(zhuǎn)動，所以陀螺的運動是屬于剛體繞一個定點的轉(zhuǎn)動運 動。更確切地說，一個繞對稱軸高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子叫陀螺。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺 的自轉(zhuǎn)軸有角轉(zhuǎn)動的自由度，這種裝置的總體叫做陀螺儀。 圖1 陀螺儀結(jié)構(gòu) 陀螺儀的基本部件有： 1) 陀螺轉(zhuǎn)子(常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸 高速旋轉(zhuǎn)，并見其轉(zhuǎn)速近似為常值)； 2) 內(nèi)、外框架(或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需角轉(zhuǎn)動自由度的結(jié)構(gòu))； 3) 附件(是指力矩馬達、信號傳感器、控制器等)。 4 陀螺儀工作原理 陀螺儀，是一個圓形的中軸的結(jié)合體。而事實上，靜止與運動的陀螺儀本身并無區(qū)別，如果 靜止的陀螺儀本身絕對平衡的話，拋除外在因素陀螺儀是可以不依靠旋轉(zhuǎn)便能立定的。而如果陀 螺儀本身尺寸不平衡的話，在靜止下就會造成陀螺儀模型傾斜跌倒，因此不均衡的陀螺儀必然依 靠旋轉(zhuǎn)來維持平衡。剛體陀螺實驗系統(tǒng) GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 3 頁 陀螺儀本身與引力有關(guān)，因為引力的影響，不均衡的陀螺儀，重的一端將向下運行，而輕的 一端向上。在引力場中，重物下降的速度是需要時間的，物體墜落的速度遠遠慢于陀螺儀本身旋 轉(zhuǎn)的速度時，將導(dǎo)致陀螺儀偏重點，在旋轉(zhuǎn)中不斷的改變陀螺儀自身的平衡，并形成一個向上旋 轉(zhuǎn)的速度方向。當(dāng)然，如果陀螺儀偏重點太大，陀螺儀自身的左右互作用力也將失效！。 而在旋轉(zhuǎn)中，陀螺儀如果遇到外力導(dǎo)致，陀螺儀轉(zhuǎn)輪某點受力。陀螺儀會立刻傾斜，而陀螺 儀受力點的勢能如果低于陀螺儀旋轉(zhuǎn)時速，這時受力點，會因為陀螺儀傾斜，在旋轉(zhuǎn)的推動下， 陀螺儀受力點將從斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角運行時，陀螺儀受力點的勢能還在向下運 行。這就導(dǎo)致陀螺儀到達斜上角時，受力點的剩余勢能將會將在位于斜上角時，勢能向下推動。 而與受力點相反的直徑另一端，同樣具備了相應(yīng)的勢能，這個勢能與受力點運動方向相反， 受力點向下，而它向上，且管這個點叫“聯(lián)動受力點”。當(dāng)聯(lián)動受力點旋轉(zhuǎn)180度，從斜上角到達 斜下角，這時聯(lián)動受力點，將陀螺儀向上拉動。在受力點與聯(lián)動受力互作用力下，陀螺儀回歸平 衡。 5 實驗原理 陀螺儀被用在飛機飛行儀表的心臟地位，是由于它的兩個基本特性：一為定軸性（ inertia or rigidity），另一是進動性（ precession），這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。 5.1 定軸性 當(dāng)三自由度陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)后，若不受外力矩的作用，不管基座如何轉(zhuǎn)動，支撐在萬向支 架上的 陀螺儀自轉(zhuǎn)軸指向慣性空間的方位不變，這種特性叫“定軸性”。如果我們以地球為基準， 則可以認為三自由度陀螺相對于地球運動，這種運動稱為陀螺的假視運動或視在運動。視在運動 是陀螺穩(wěn)定性的表現(xiàn)。 其慣性隨以下的物理量而改變： 1）轉(zhuǎn)子質(zhì)量愈大，轉(zhuǎn)動慣量I愈大； 2）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)半徑愈大，轉(zhuǎn)動慣量I愈大； 3）轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度愈高，轉(zhuǎn)動慣量I愈大； 5.2 進動性剛體陀螺實驗系統(tǒng) GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 4 頁 在運轉(zhuǎn)中的陀螺儀，如果外界施一作用或力矩在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸上，則旋轉(zhuǎn)軸并不沿施力方向運 動，而是順著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)向前90度垂直施力方向運動，此現(xiàn)象即是進動性。 進動性的大小也有三個影響的因素： 1）外界作用力愈大，其進動性也愈大； 2）轉(zhuǎn)子的質(zhì)量慣性矩（moment of inertia）愈大，進動性愈小； 3）轉(zhuǎn)子的角速度愈大，進動性愈小； 而進動方向可根據(jù)進動性原理取決于施力方向及轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向。 6 實驗系統(tǒng)性能 1）剛體陀螺儀 ? 尺寸：200*200*200mm ? 重量: 1.6Kg 2）轉(zhuǎn)子電機：直流無刷電機（雙電機結(jié)構(gòu)）； 3）電機轉(zhuǎn)速：0~6000r/min（可調(diào)）； 4）電源 ? 電壓：DC +12V ? 電流：3A 7 實驗系統(tǒng)特點 1）采用三自由度剛體陀螺結(jié)構(gòu)，可進行完善的陀螺實驗及演示；剛體陀螺實驗系統(tǒng) GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 5 頁 2）轉(zhuǎn)子電機采用高速無刷電機，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，壽命長； 3）轉(zhuǎn)子采用雙電機結(jié)構(gòu)，保障了轉(zhuǎn)子的對稱性，并加大了轉(zhuǎn)子驅(qū)動力矩，啟動速度快； 4）配置有專用控制器，可以完成轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速控制，方便實驗； 8 實驗操作 將剛體陀螺儀器平放在桌面上，儀器周轉(zhuǎn)保留一定空間。 1）接通電源，打開開關(guān)； 2）設(shè)置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速：大、中、小； 3）啟動陀螺，觀察陀螺轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速是否已經(jīng)穩(wěn)定； 4）定軸性實驗 當(dāng)三自由度陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)后，若不受外力矩的作用，不管基座如何轉(zhuǎn)動，支撐在萬向支 架上的陀螺儀自轉(zhuǎn)軸指向慣性空間的方位不變，這種特性叫“定軸性”。 當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，手持基座分別繞剛體陀螺三個軸轉(zhuǎn)動，觀測剛體陀螺儀轉(zhuǎn)子軸 的指向的變化。 分別改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大中小，觀測陀螺轉(zhuǎn)子軸的變化。 5）進動性實驗 進動性是三自由度陀螺儀的一個基本特性。陀螺儀繞著與外力矩矢量相垂直的方向的轉(zhuǎn)動， 叫做進動，其轉(zhuǎn)動角速度叫做進動角速度。 進動角速度的方向取決于轉(zhuǎn)子動量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動 90°即為進動角速度( )矢量方向。或者用右手定則記憶：從動量矩H沿最短路徑握向外力矩M的 右手旋進方向，即為進動角速度方向。 通過控制器可改變轉(zhuǎn)子飛輪正反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速，從而控制動量矩H的方向和大小，通過內(nèi)框兩側(cè) 不同一側(cè)加掛已知重量砝碼，改變外力矩M的大小和方向，動量矩H為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量和轉(zhuǎn)速的乘 積，方向符合右手定則 進動角速度計算公式：ω=M/H sinθ 當(dāng)θ=90°時，sinθ=1，所以 ω=M/H =M/Iωr 6）關(guān)閉電源，斷開開關(guān)；剛體陀螺實驗系統(tǒng) GT300-3DT-ED 上海紫航電子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 頁 / 第 6 頁 7）撤收儀器設(shè)備。 9 適用課程 慣性傳感器原理、慣性導(dǎo)航原理、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制、飛行控制原理、無人機實訓(xùn)實驗、基礎(chǔ) 力學(xué)、剛體力學(xué)、陀螺力學(xué)、理論力學(xué)、新型傳感器原理及應(yīng)用等。 10 注意事項 1）陀螺飛輪高速旋轉(zhuǎn)時，不可用手觸摸或試圖阻止其轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)； 2）實驗系統(tǒng)工作時，尤其是陀螺轉(zhuǎn)子處于高速旋狀態(tài)下，必須有人在場； 3）剛體陀螺儀屬于精密機械結(jié)構(gòu)，操作中應(yīng)當(dāng)輕拿輕放，以免損壞設(shè)備。

1、成果簡介 在運載體上，在機動停止?fàn)顟B(tài)，精密尋北。 技術(shù)指標(biāo)： 1、尋北誤差小于1密位 2、尋北時間小于15min2、應(yīng)用說明 主要應(yīng)用對象：戰(zhàn)車、火炮、船舶、任意空間場所、大型望遠鏡等領(lǐng)域。3、效益分析 高技術(shù)產(chǎn)品

.1 系統(tǒng)構(gòu)成 光纖陀螺教學(xué)實驗系統(tǒng)主要用于光纖陀螺原理的實驗和演示，光纖陀螺放置于一個專用的兩軸轉(zhuǎn)臺上，結(jié)合測控計算機可以完成相關(guān)的實驗內(nèi)容。光纖陀螺的外殼蓋板采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調(diào)節(jié)器、光路（光纖環(huán)）等部件及其連接結(jié)構(gòu)清晰可見，通過聲光電顯示指示對應(yīng)名稱和功能，也可以顯示工作過程；可顯示光纖陀螺Sagnac干涉儀輸出變化，結(jié)合轉(zhuǎn)臺可以完成光纖陀螺儀尋北實驗。   圖2-1  光纖陀螺教學(xué)實驗演示裝置   圖2-2 系統(tǒng)連接圖 2 光纖陀螺儀 光纖陀螺儀部分由五個光纖核心元件構(gòu)成，分別為超輻射發(fā)光光源、保偏耦合器、集成光學(xué)相位調(diào)制器、光纖環(huán)圈與探測器。調(diào)制解調(diào)部分為數(shù)字閉環(huán)調(diào)制解調(diào)方式，采用方波做為偏置調(diào)制，數(shù)字階梯波作為閉環(huán)反饋控制機制。該結(jié)構(gòu)為國際光纖陀螺主流方案配置，具有很高的實用價值。 為便于觀察陀螺工作方式，陀螺外殼設(shè)計為有機玻璃外殼，內(nèi)部光學(xué)元件按照光信號流程布局，并在相應(yīng)位置加以標(biāo)明，有助于了解光纖陀螺儀的光路總體結(jié)構(gòu)。   圖2-3 光纖陀螺 3 性能指標(biāo) 3.1 光纖陀螺演示儀 測量范圍：±500°/s 零偏穩(wěn)定性：≦2°/h 標(biāo)度因數(shù)重復(fù)性：≦20ppm 數(shù)據(jù)刷新率：>100Hz 頻帶寬度：>200Hz 光纖陀螺演示儀光纖環(huán)尺寸：>180mm外殼采用高透明度亞克力材料，超輻射光源、光纖耦合器、光電探測器、光相位調(diào)節(jié)器、光路（光纖環(huán)）等部件及其連接結(jié)構(gòu)清晰可見； 帶有觸摸互動功能，學(xué)員可以通過觸摸相應(yīng)部位對應(yīng)的部件可通過聲光顯示指示對應(yīng)名稱和功能，也可以顯示工作過程； 外接輸出階梯波反饋信號，觀察閉環(huán)反饋工作過程；探測器輸出交流閉環(huán)信號接口，觀察實際閉環(huán)條件下的輸出工作狀態(tài)； 外接監(jiān)視器，用于觀察Sagnac干涉儀輸出干涉條紋在陀螺實際工作狀態(tài)下干涉場的變化。 3.2 電動轉(zhuǎn)臺 縱軸和橫軸轉(zhuǎn)動角度范圍：360°連續(xù)無限（無外接測試電纜時）； 角位置測量分辨率：±5’； 控制到位精度：±5’ 速率范圍：0～50 º/s； 數(shù)據(jù)更新率：>20Hz； 通訊波特率：115200 bps 4 電動轉(zhuǎn)臺測控軟件使用 4.1 軟件介紹 光纖陀螺實驗系統(tǒng)的軟件包含： 1） 轉(zhuǎn)臺控制軟件， 2） 光纖陀螺數(shù)據(jù)采集軟件， 3） 光纖陀螺演示軟件， 4） 實驗互動應(yīng)用軟件APP（適用于安卓手機或平板電腦）   4.2實驗?zāi)康暮鸵?1）光纖陀螺構(gòu)成及基本原理實驗，重點理解Sagnac效應(yīng)。 2）光纖陀螺輸出角速率測量及比對實驗； 3）光纖陀螺角電壓振幅的變化比對實驗； 4）光纖陀螺儀尋北實驗。   5、適用課程 導(dǎo)航原理、慣性傳感器原理、慣性導(dǎo)航原理、導(dǎo)航制導(dǎo)與控制、飛行控制原理、無人機實訓(xùn)實驗、新型光電傳感器、傳感器原理及應(yīng)用等。

將Φ0.08～Φ0.30mm直徑的細絲規(guī)則纏繞在圓柱體、圓錐體、橢圓體上的機械設(shè)備。 主要應(yīng)用對象：光纖陀螺、精密線圈、制導(dǎo)線圈等領(lǐng)域。 主要性能指標(biāo)：1. 纏繞直徑Φ0.08-Φ0.30mm（可擴展）；2. 張力控制范圍3-100g（可擴展）；3. 張力控制精度±0.2g（可擴展）。

1、成果簡介 將Φ0.08-Φ0.30mm直徑的細絲規(guī)則纏繞在圓柱體、圓錐體、橢圓體上的機械設(shè)備。技術(shù)指標(biāo)： 1、纏繞直徑Φ0.08-Φ0.30mm（可擴展） 2、張力控制范圍3-100g（可擴展） 3、張力控制精度±0.2g（可擴展）2、應(yīng)用說明 應(yīng)用對象：光纖陀螺、精密線圈、制導(dǎo)線圈、線導(dǎo)線圈等領(lǐng)域。3、效益分析 高技術(shù)產(chǎn)品

1、成果簡介 在運載體上，在機動停止?fàn)顟B(tài)，精密尋北。技術(shù)指標(biāo)： 1、尋北誤差小于1″ 2、尋北時間小于3min2、應(yīng)用說明 主要應(yīng)用對象：慣性轉(zhuǎn)臺、戰(zhàn)車、火炮、船舶、任意空間場所、大型望遠鏡等領(lǐng)域。3、效益分析高技術(shù)產(chǎn)品

隨著微型機械電子系統(tǒng)（MEMS）這一學(xué)科的蓬勃發(fā)展，在微型器件上加工微型孔的需求越來越多。目前的實現(xiàn)手段，一是利用常規(guī)大中型鉆床用傳統(tǒng)機加工方式加工微小孔；二是采用激光鉆孔。在常規(guī)鉆床上加工，由于MEMS器件尺寸往往很小，加工時要設(shè)計特別的夾具；而且大中型設(shè)備在運行時，影響加工精度的因素不好控制，比如要保持恒溫、恒濕、無低頻振動等，導(dǎo)致加工成本高、加工周期長。激光鉆孔對被加工材料的要求比較苛刻，一般的金屬材料由于熔點低，用激光穿透時容易形成“喇叭口”導(dǎo)致加工失敗。所有這些使得目