淺談MEMS陀螺儀技術(shù) MEMS是否取代光纖陀螺儀技術(shù)

MEMS陀螺儀也稱電子式陀螺儀，就是一塊芯片。 Iphone 4上的陀螺儀就是這種，主要作用是在GPS沒有信號時，通過陀螺儀的作用仍然能夠繼續(xù)精確導(dǎo)航。

MEMS陀螺儀即硅微機電陀螺儀，絕大多數(shù)的MEMS陀螺儀依賴于相互正交的振動和轉(zhuǎn)動引起的交變科里奧利力。MEMS （Micro-Electro-Mechanical Systems）是指集機械元素、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機電系統(tǒng)。

mems陀螺儀的特點：

MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理，將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號，其核心部件通過摻雜技術(shù)、光刻技術(shù)、腐蝕技術(shù)、LIGA技術(shù)、封裝技術(shù)等批量生產(chǎn)的，它主要特點是

1. 體積小、重量輕，其邊長都小于 1mm，器件核心的重量僅為1.2mg。

2. 成本低

3. 可靠性好，工作壽命超過 10 萬小時，能承受1000g 的沖擊。

4. 測量范圍大

MEMS是否取代光纖陀螺儀技術(shù)

光纖陀螺是繼激光陀螺巨大的進步，屬于兩光陀螺，利用Sagnac效應(yīng)，用光程差反算角速度，相比激光陀螺，體積小，成本低，精度可達千分之一，而且沒有活動部件，可靠性高，獲得了廣泛的應(yīng)用。目前國內(nèi)主要是北航和浙大兩大派系，從業(yè)者約30多家，技術(shù)已經(jīng)開放，大多數(shù)精度也就十分之一的樣子，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)向中西部轉(zhuǎn)移，民工都可以干。但相比MEMS還是非常的貴，而且近千米的光纖繞成一坨，溫度系數(shù)、可靠性、抗沖擊、長儲都有問題，而且MEMS目前的精度已經(jīng)是10和開環(huán)光纖相當，并且已經(jīng)向1進發(fā)，所以在一些低端和短時應(yīng)用非?？简灩饫w從業(yè)者的粗大神經(jīng)，而且MEMS小體積重量，低成本，芯片批量化，高可靠性等優(yōu)勢非常明顯，但MEMS的精度10年內(nèi)進入0.1有點困難，因此，在0.1到千分之一都可以是光纖的天下，短時間取代不了的。

光纖陀螺儀的工作原理

光纖陀螺儀的實現(xiàn)主要基于塞格尼克理論：當光束在一個環(huán)形的通道中前進時，如果環(huán)形通道本身具有一個轉(zhuǎn)動速度，那么光線沿著通道轉(zhuǎn)動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉(zhuǎn)動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學(xué)環(huán)路轉(zhuǎn)動時，在不同的前進方向上，光學(xué)環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產(chǎn)生變化。利用光程的變化，檢測出兩條光路的相位差或干涉條紋的變化，就可以測出光路旋轉(zhuǎn)角速度，這便是光纖陀螺儀的工作原理。