岳沛林

[摘要]在我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)快速發(fā)展的今天，陀螺技術(shù)與微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的微機(jī)械陀螺儀在我國應(yīng)用領(lǐng)域大放異彩，而本文結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料對(duì)微機(jī)械陀螺儀的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)展開了具體研究。

[關(guān)鍵詞]微機(jī)陀螺儀 進(jìn)展 發(fā)展趨勢(shì)

最早接觸微機(jī)械陀螺儀是在初中智能手機(jī)的說明書中，而由此萌發(fā)的興趣使得筆者多年以來一直關(guān)注微機(jī)械陀螺儀的相關(guān)發(fā)展，本文就微機(jī)械陀螺儀的新進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)展開的研究便源自于筆者的日常調(diào)查與研究，希望這一調(diào)查與研究內(nèi)容能夠使更多的人了解、喜歡上微機(jī)械陀螺儀。

一、微機(jī)械陀螺儀的應(yīng)用

對(duì)于微機(jī)械陀螺儀來說，不同的微機(jī)械陀螺儀擁有著不同的應(yīng)用環(huán)境，而這種應(yīng)用環(huán)境的區(qū)分便來自于其自身精度的劃分，一般來說微機(jī)械陀螺儀存在著低、中、高三種精度，而這三種精度劃分也可以稱為速率級(jí)、戰(zhàn)術(shù)級(jí)以及慣性級(jí)，一般來說速率級(jí)的微機(jī)械陀螺儀多用于消費(fèi)電力、機(jī)器人以及汽車導(dǎo)航領(lǐng)域，我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫闹悄苁謾C(jī)采用的便是速率級(jí)的微機(jī)械陀螺儀，這種低精度的微機(jī)械陀螺儀已經(jīng)能夠較好滿足我們?nèi)粘Ｉ钆c娛樂的需要；而對(duì)于中精度的戰(zhàn)術(shù)級(jí)微機(jī)械陀螺儀來說，這種微機(jī)械陀螺儀多用于飛機(jī)上的姿態(tài)航向參考系統(tǒng)；而對(duì)于高精度的慣性級(jí)微機(jī)械陀螺儀來說，船舶導(dǎo)航、航空與航天定位是這類微機(jī)械陀螺儀的主要應(yīng)用領(lǐng)域。值得注意的是，受科技發(fā)展限制，慣性級(jí)的高精度微機(jī)械陀螺儀在世界范圍內(nèi)的應(yīng)用較少，而軍用、高新科技領(lǐng)域是這類高精度慣性級(jí)微機(jī)械陀螺儀的主要應(yīng)用領(lǐng)域，這就使得商用領(lǐng)域應(yīng)用這類高精度慣性級(jí)微機(jī)械陀螺儀仍舊遙遙無期。

在我國日常使用的智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、平板電腦中，微機(jī)械陀螺儀都是極為重要的部件，雖然這些領(lǐng)域使用的微機(jī)械陀螺儀只是低精度的速率級(jí)微機(jī)械陀螺儀，但其帶來的便利卻切實(shí)的改變了我們的生活。之所以微機(jī)械陀螺儀能夠在我國多種領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)較為廣泛的應(yīng)用，其自身具備的體積小、價(jià)格低、功耗小、可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)是這一廣泛應(yīng)用實(shí)現(xiàn)的原因所在，我國當(dāng)下軍用領(lǐng)域的智能炸彈、滑翔彈、無人機(jī)等，也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了微機(jī)械陀螺儀的廣泛應(yīng)用。

二、微機(jī)械陀螺儀的發(fā)展現(xiàn)狀

在近年來科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展下，微機(jī)械陀螺儀也實(shí)現(xiàn)了較為長足的進(jìn)步，硅基微機(jī)械陀螺儀、微機(jī)械壓電振動(dòng)陀螺、懸浮轉(zhuǎn)子陀螺等都是這一發(fā)展的具體表現(xiàn)。對(duì)于硅基微機(jī)械陀螺儀來說，其可以具體分為音叉式微機(jī)械陀螺、解耦微機(jī)械陀螺、微機(jī)械振動(dòng)環(huán)型陀螺、多自由度（Multi DoF）MVGs等，這其中的音叉式微機(jī)械陀螺也存在具有低寄生電容的3D電容音叉陀螺形式，這種寄生電容的較低是這種微機(jī)械陀螺儀的優(yōu)勢(shì)所在，而對(duì)于解耦微機(jī)械陀螺，這種微機(jī)械陀螺儀具備陀螺的使用簡便性，這就使得其能夠較好為我們提供服務(wù)；而對(duì)于微機(jī)械壓電振動(dòng)陀螺來說，這種微機(jī)械陀螺儀可以具體分為壓電陶瓷微機(jī)械振動(dòng)陀螺、固態(tài)聲學(xué)陀螺、石英微機(jī)械陀螺三類，這其中的壓電陶瓷微機(jī)械振動(dòng)陀螺誕生于日本兵庫大學(xué)，陀螺結(jié)構(gòu)和參考振動(dòng)得到了較好優(yōu)化是這一微機(jī)械陀螺儀的優(yōu)勢(shì)所在，而對(duì)于固態(tài)聲學(xué)陀螺來說，外部電路結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低是其優(yōu)勢(shì)所在，而結(jié)合這一優(yōu)勢(shì)我們不難發(fā)現(xiàn)，這一微機(jī)械陀螺儀具備著較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿?；而?duì)于懸浮轉(zhuǎn)子陀螺來說，其主要包括微機(jī)械靜電懸浮轉(zhuǎn)子陀螺、磁懸浮轉(zhuǎn)子陀螺兩類，這其中的微機(jī)械靜電懸浮轉(zhuǎn)子陀螺具備轉(zhuǎn)速高、精準(zhǔn)度好的優(yōu)點(diǎn)，而磁懸浮轉(zhuǎn)子陀螺則具備可檢測(cè)出上、下電磁體電壓間的壓差特點(diǎn)，這一特點(diǎn)使得該微機(jī)械陀螺儀有著較好的發(fā)展前景。

三、微機(jī)械陀螺儀的未來發(fā)展趨勢(shì)

在上文中我們較為全面的了解了微機(jī)械陀螺儀的發(fā)展現(xiàn)狀，而為了更為深入的了解微機(jī)械陀螺儀，我們還有必要了解微機(jī)械陀螺儀的發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料與自身實(shí)際調(diào)查，筆者將這一發(fā)展趨勢(shì)概括為核磁共振陀螺、微原子陀螺、超流體陀螺三類。具體來說，所謂核磁共振陀螺指的是運(yùn)用量子物理、光、電磁和微電子等領(lǐng)域技術(shù)實(shí)現(xiàn)的微機(jī)械陀螺儀，這種微機(jī)械陀螺儀由于所使用技術(shù)的特別，將能夠在核等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)較好的應(yīng)用；而對(duì)于微機(jī)械陀螺儀這類微機(jī)械陀螺儀來說，這類微機(jī)械陀螺儀本身源于激光冷卻與操控原子技術(shù)的發(fā)展，如果這類微機(jī)械陀螺儀能夠真正實(shí)現(xiàn)普及應(yīng)用，其就能夠?qū)崿F(xiàn)誤差在5m以內(nèi)的導(dǎo)航，這對(duì)于我國航空、航天等多種領(lǐng)域的發(fā)展都將帶來較為積極的影響；而對(duì)于超流體陀螺來說，這類微機(jī)械陀螺儀源于低溫氦的特殊量子物理效應(yīng)，在這一效應(yīng)的支持下，超流體陀螺能夠使微機(jī)械陀螺儀具備體積更小、動(dòng)態(tài)測(cè)量精度更高等優(yōu)點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)于我國未來科技的發(fā)展有著較為積極的意義，這也是我國近年來大力開展微機(jī)械陀螺儀研究的原因所在。

四、結(jié)論

微機(jī)陀螺儀已然成為微電子技術(shù)中不可或缺的部分，上至航空航天，下至日常娛樂，微機(jī)陀螺儀在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著它的作用。一些發(fā)達(dá)國家已在微機(jī)陀螺儀研究方面取得重大進(jìn)展，獲益匪淺。

在我國科技快速發(fā)展、工業(yè)不斷增長的時(shí)代背景下，微機(jī)陀螺儀作為一個(gè)重要的電子傳感器，其重要性不言而喻。然而大眾對(duì)微機(jī)陀螺儀的認(rèn)知存在不足，對(duì)其原理、類型不夠了解，因此，讓更多人了解微機(jī)陀螺儀的發(fā)展、應(yīng)用和前景是很有必要的。