陀螺仪自从19世纪中期被发明之后，经历了漫长的演化革新过程，现在已经遍布于生产生活的各个领域。小到手机、游戏手柄，大到卫星、导弹，都能见到它的身影。虽然都是完成同样的工作，但是它们的血统不同，身价相差极大。下面我们就一一拆解这个陀螺家族。

MEMS陀螺仪

MEMS陀螺仪是目前应用最广泛的消费级陀螺仪。它将多轴陀螺仪集成在一片微小的芯片上，达到了极高的集成度，从而大量应用于消费电子产品，例如手机、游戏机、无人机、汽车应用等。

MEMS陀螺仪内部没有旋转陀螺，它的测量原理也与传统机械陀螺截然不同。它不依靠陀螺的定轴性进行测量，而是依靠经典力学中的科里奥利力。

单轴MEMS陀螺仪

在单轴MEMS陀螺仪中，使用压电效应制作出一个在平面中往复振动的机构。当传感器发生敏感方向上的旋转时，该往复振动就变成了旋转体系中的径向运动，从而受到一个将振动体拉离振动平面的科里奥利力，振动体随之发生形变。传感器通过检测振动体与底面间的微小电容变化，来对旋转速度进行计算测量。 

三轴MEMS陀螺仪

三轴MEMS陀螺仪的原理与单轴MEMS陀螺仪相同。在x，y方向上制作了往复振动的机构，通过检测振动机构与底面间的微小电容变化，对这两个轴上的旋转速度进行测量。对于绕z轴的旋转，则会在振动机构上产生侧向的科里奥利力，使振动机构产生侧向偏移，在两侧的梳装结构中（绿色区域）可以检测到微小的电容变化。这样就可以分别测量x,y,z三轴上转动。

空间上的任意旋转又都可以按照矢量分解到x,y,z这三个正交轴上，于是三轴MEMS陀螺仪便可对空间上的任意旋转进行测量。

MEMS陀螺仪体积小，成本低，广泛应用于消费电子领域。但它的缺点是测量精度低，零飘大，容易受到温度、震动的影响。在精度要求较高的应用中，则多使用光纤陀螺仪。

光纤陀螺仪

光纤陀螺仪是目前使用较为广泛的高精度陀螺仪，大量应用于航空、航天、军事、机器人等对精度要求较高的领域。光纤陀螺内部既没有旋转部件，也没有振动机构，它的原理又与前两种陀螺仪截然不同。光纤陀螺仪是利用萨格纳克效应和激光的干涉原理来测量旋转速度。

光纤陀螺仪中盘绕着长距离的光纤形成环状光路。从同一激光源发出的激光被分为两路，分别从光纤的两端进入，延相反的方向传播。

在汽车应用中，MEMS陀螺以其紧凑的体积和低廉的价格用于车身稳定控制等辅助驾驶功能。光纤陀螺则靠精准的测量结果用于自动驾驶中，为各种自动驾驶应用提供定位基准。

标签： 光纤陀螺仪