基于哥式振動效應(yīng)的半球諧振陀螺儀

基于牛頓經(jīng)典力學(xué)以動力調(diào)諧陀螺儀為代表的是第一代陀螺儀，隨后第二代陀螺儀基于薩格納克效應(yīng)，典型代表是激光陀螺和光纖陀螺，其特點(diǎn)是反應(yīng)時(shí)間短、動態(tài)范圍大、可靠性高，當(dāng)然成本也不低。

到第三代陀螺儀，有兩個(gè)不同技術(shù)路線的代表性產(chǎn)品，除了我們熟知的MEMS技術(shù)路線，另一個(gè)就是基于哥式振動效應(yīng)的半球諧振陀螺儀。半球諧振陀螺儀，簡稱HRG，是哥式振動陀螺儀中的高精度代表。

半球諧振陀螺儀HRG由激勵與檢測電極和半球諧振子組成。半球諧振子的制備影響到整個(gè)陀螺儀的精度，它是一種對制備工藝、材料要求極高的部件，諧振子的加工精度和材質(zhì)的均勻性都會對其核心參數(shù)Q值有巨大影響。如何保證半球諧振子的高Q值，是制備半球諧振陀螺儀HRG的核心命題。

對材料、工藝和理論要求都如何嚴(yán)苛的陀螺儀又有著哪些獨(dú)特的優(yōu)勢呢？首先半球諧振陀螺儀HRG在精度上沒有任何可以置疑的地方，它的隨機(jī)漂移可以達(dá)到10-4°/hr量級，一些半球諧振陀螺儀精度甚至已經(jīng)超過了光學(xué)陀螺儀。

而且它的高精度并不依賴更大的體積，不會導(dǎo)致模塊重量增加空間受限，這就是它SWaP特性中的Size和Weight。

而且，半球諧振陀螺儀HRG的功耗低壽命長。這要得益于半球諧振陀螺儀HRG本身結(jié)構(gòu)的內(nèi)部密閉性就很好，而且又沒有摩擦部件，是公認(rèn)的壽命最長的陀螺儀。這也讓它在精密應(yīng)用上大有用武之地。

半球諧振陀螺儀HRG能在很小的體積下實(shí)現(xiàn)很高的精度，加之其結(jié)構(gòu)能抗沖擊抗輻射，在很多軍工，精密機(jī)械領(lǐng)域優(yōu)勢明顯。當(dāng)然，半球諧振陀螺儀也存在著動態(tài)范圍偏小、應(yīng)用范圍普適性不足等問題。