用于移動電話的陀螺儀價格便宜但不準確?，F(xiàn)在，密歇根大學開發(fā)了一種小型、廉價、高精度的陀螺儀，可以幫助無人機和自動駕駛汽車在沒有GPS信號的情況下保持在正常軌道上。

UM的斯倫貝謝工程學以及電氣工程和計算機科學教授Khalil Najafi說：“我們的陀螺儀比普通手機使用的陀螺儀精度高10000倍，但價格卻比普通陀螺儀便宜10倍。這種陀螺儀比性能類似的大型陀螺儀便宜1000倍。”

大多數(shù)智能手機都包含陀螺儀，可以檢測屏幕的方向并幫助弄清楚我們所面對的方向，但是其準確性很差。這就是為什么手機在導航過程中經(jīng)常錯誤地指示用戶朝向哪個方向的原因。

對一個在街上或開車的人來說，這可能無關(guān)緊要，但是一輛無人駕駛汽車可能會因為失去GPS信號而很快迷路。目前，自動駕駛汽車在其備用導航系統(tǒng)內(nèi)部使用了更大且價格更高的高性能陀螺儀。

電氣工程和計算機科學的助理研究科學家Jae Yoong Cho說：“高性能陀螺儀是一個瓶頸，而且已經(jīng)存在很長一段時間了。這種陀螺儀可以通過在大多數(shù)自動駕駛汽車中使用高精度和低成本的慣性導航來消除這個瓶頸?！备玫膫溆脤Ш皆O備也可以幫助士兵在GPS信號被干擾的地區(qū)找到出路?；蛘咴诟胀ǖ那闆r下，精確的室內(nèi)導航可以加快倉庫機器人的速度。

能夠在沒有一致定向信號的情況下進行導航的設備稱為慣性測量單元（IMU），它由三個加速度計和三個陀螺儀組成，空間中的每個軸一個。但是，如果要很好地了解使用現(xiàn)有IMU的方法是非常昂貴的，即使對于像自動駕駛汽車這樣昂貴的設備，它也超出了范圍。

制造這種價格合理的小型陀螺儀的關(guān)鍵是一個幾乎對稱的機械諧振器，它看起來像是一個用酒杯交叉的平底鍋，寬一厘米。和酒杯一樣，敲擊玻璃時產(chǎn)生的鈴聲持續(xù)時間取決于酒杯的質(zhì)量，，但鈴聲不是陀螺儀的美學特征，而是對陀螺儀的功能至關(guān)重要。整個裝置使用放置在玻璃諧振器周圍的電極來推動和拉動玻璃，使其振鈴并保持運轉(zhuǎn)。振動運動穿過玻璃的方式揭示了陀螺儀在太空中旋轉(zhuǎn)的時間、速度和程度。

幫助開發(fā)制造工藝的電氣和計算機工程博士生Sajal Singh說：“基本上，玻璃諧振器會以一定的模式振動。如果你突然旋轉(zhuǎn)它，則振動模式將希望保持其原始方向。因此，通過監(jiān)視振動模式，可以直接測量旋轉(zhuǎn)速度和角度?！?/p>

為了使它們的諧振器盡可能地完美，Najafi的團隊首先從一塊近乎完美的純玻璃片（稱為熔融石英）開始，其厚度約為四分之一毫米。他們使用噴燈加熱玻璃，然后把它塑造成一個像堤壩一樣的形狀——被稱為“水盆”諧振器，因為它也像一個倒立的水盆。

然后，他們在外殼上添加金屬涂層，并在外殼周圍放置電極，以啟動和測量玻璃中的振動。整件東西都裝在一個真空包裝中，大約有一張郵票的腳印和半厘米高，這樣可以防止空氣迅速地抑制振動。

自新型冠狀病毒肺炎疫情爆發(fā)以來，傳感器專家網(wǎng)一直密切關(guān)注疫情進展，根據(jù)國家及地方政府的最新調(diào)控與安排，為更好的服務相關(guān)企業(yè)，在疫情期間，傳感器專家網(wǎng)免費發(fā)布企業(yè)相關(guān)文章，免費成為傳感器專家網(wǎng)認證作者，請點擊認證，大家同心協(xié)力，抗擊疫情，為早日打贏這場防控攻堅戰(zhàn)貢獻自己的一份力量。