陀螺儀在很多地方都可以看得到。手機、工控裝備等，隨著物聯(lián)網技術的發(fā)展，它的應用只會越來越多。陀螺儀是用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交于自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。利用其他原理制成的角運動檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。

陀螺儀應用廣泛
現(xiàn)代陀螺儀是一種能夠精確地確定運動物體的方位的儀器，它是現(xiàn)代航空，航海，航天和國防工業(yè)中廣泛使用的一種慣性導航儀器，它的發(fā)展對一個國家的工業(yè)，國防和其它高科技的發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義。傳統(tǒng)的慣性陀螺儀主要是指機械式的陀螺儀，機械式的陀螺儀對工藝結構的要求很高，結構復雜，它的精度受到了很多方面的制約。自從上個世紀七十年代以來，現(xiàn)代陀螺儀的發(fā)展已經進入了一個全新的階段。

1976年 等提出了現(xiàn)代光纖陀螺儀的基本設想，到八十年代以后，現(xiàn)代光纖陀螺儀就得到了非常迅速的發(fā)展，與此同時激光諧振陀螺儀也有了很大的發(fā)展。光纖陀螺儀具有結構緊湊，靈敏度高，工作可靠等等優(yōu)點，關鍵部件和光纖陀螺儀同時發(fā)展的除了環(huán)式激光陀螺儀外，還有現(xiàn)代集成式的振動陀螺儀，集成式的振動陀螺儀具有更高的集成度，體積更小，也是現(xiàn)代陀螺儀的一個重要的發(fā)展方向。

現(xiàn)代光纖陀螺儀包括干涉式陀螺儀和諧振式陀螺儀兩種，它們都是根據(jù)塞格尼克的理論發(fā)展起來的。塞格尼克理論的要點是這樣的: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動速度，那么光線沿著通道轉動的方向前進所需要的時間要比沿著這個通道轉動相反的方向前進所需要的時間要多。也就是說當光學環(huán)路轉動時，在不同的前進方向上，光學環(huán)路的光程相對于環(huán)路在靜止時的光程都會產生變化。利用這種光程的變化，如果使不同方向上前進的光之間產生干涉來測量環(huán)路的轉動速度，就可以制造出干涉式光纖陀螺儀，如果利用這種環(huán)路光程的變化來實現(xiàn)在環(huán)路中不斷循環(huán)的光之間的干涉，也就是通過調整光纖環(huán)路的光的諧振頻率進而測量環(huán)路的轉動速度，就可以制造出諧振式的光纖陀螺儀。從這個簡單的介紹可以看出，干涉式陀螺儀在實現(xiàn)干涉時的光程差小，所以它所要求的光源可以有較大的頻譜寬度，而諧振式的陀螺儀在實現(xiàn)干涉時，它的光程差較大，所以它所要求的光源必須有很好的單色性。

日本某公司和宇宙航空研究開發(fā)機構共同開發(fā)了用于國產火箭的高精度MEMS陀螺儀。該陀螺儀是用于監(jiān)測火箭及衛(wèi)星等航空、航天器航行位置的重要設備，新型MEMS陀螺儀精度比原有陀螺儀提高了一個數(shù)量級，達到了0.1°∕h。
在傳感器行業(yè)快速發(fā)展的今天，芬蘭VTI作為全球領先的加速度傳感器，陀螺儀生產商為傳感器發(fā)展提供了良好的發(fā)展機遇，芬蘭VTI公司成功研發(fā)并生 產了基于先進的3DMEMS技術的陀螺儀(角速率傳感器)?；赩TI公司20年MEMS的成功經驗，VTI的 MEMS陀螺儀產品，具有溫度漂移小，性能穩(wěn)定，性價比高以及抗沖擊力強等特點。目前，陀螺儀已廣泛應用于智能手機和數(shù)碼相機等民用電子產品。在航空、航 天器上則至少需要安裝一個陀螺儀，使用激光作為光源的光學式陀螺儀是現(xiàn)行的主流設備。但光學陀螺儀存在結構復雜、技術要求高、耗電量大、成本高等缺陷，而 MEMS陀螺儀由于精度較低，不滿足航空、航天器的需要。
日本對該公司精度最高的MEMS陀螺儀進行了改良，將溫度特性校正方式由模擬改為數(shù)字以提高校正精度，并改善了傳感頭的材料和結構。通過改進，陀螺 儀的組成部件減少了一半，同時減輕了重量。之前在H2A火箭上搭載的光學式陀螺儀由玻璃和激光器件構成，新型MEMS陀螺儀在精度不變的情況下，價格是光 學式陀螺儀的百分之一(約為幾十萬日元)。
陀螺儀的兩個最基本的特性就是它的定軸性和進動性。凡是繞自身對稱軸高速旋轉的物體都可以稱為陀螺，陀螺具有特殊的轉動規(guī)律。圖1是一個玩具陀螺。如何讓它在光滑的桌面上直立起來呢？其實，只要使它繞垂直軸（重力方向）快速旋轉就行了。這時如果桌面傾斜，就會發(fā)現(xiàn)陀螺轉軸方向仍保持不變，如圖1所示，這就是陀螺的定軸性。如果轉軸的初始方向不是嚴格垂直，而是偏離重力方向一個角度，我們又發(fā)現(xiàn)陀螺轉軸會在一個以重力方向為軸線的圓錐面上運動，圖1，而不是像不轉動的剛體那樣在重力作用下倒下，這就是陀螺的進動性。陀螺的定軸性和進動性統(tǒng)稱為陀螺效應。

圖1 玩具陀螺的運動
利用陀螺的定軸性和進動性，用不同的結構，配以不同的電路，就會得到不同功能的陀螺儀，如速率陀螺儀（用作測量角速度）、積分陀螺儀（用作測量角度）、陀螺加速度計（用作測量加速度）等。
慣性制導系統(tǒng)中最核心的部件就是陀螺儀?？梢哉f，陀螺儀是慣性制導系統(tǒng)的心臟。
高速旋轉的陀螺軸承安裝在框架環(huán)上時，由于自轉軸具有定軸性，因而使自轉軸與基座的運動無關，即基座運動而自轉軸不動。這樣基座與自轉軸之間（通過框架軸的轉動）在一個方向上構成一個自由度，這種裝置稱為單自由度陀螺儀，圖2（a）。如果在框架環(huán)外面再套一層框架環(huán)（前者稱為內環(huán)，后者稱為外環(huán)），且軸互相垂直，則構成一個二自由度的陀螺儀。

圖2 單自由度陀螺儀和雙自由度陀螺儀
對單自由度陀螺，當基座因某種干擾隨箭體出現(xiàn)偏離預定姿態(tài)，產生俯仰、偏航或滾轉的某一方向的運動時，因該方向陀螺自轉軸保持方向不變，將使機座相對于框架環(huán)旋轉一定的角度。如果用傳感器把這個角度換成電信號，通過箭上該方向的伺服電子線路，驅動搖擺發(fā)動機或游動發(fā)動機（即執(zhí)行機構）擺動，產生一個力矩，使箭體恢復到受干擾前的狀態(tài)，這就保持了飛行中火箭姿態(tài)在該方向的穩(wěn)定。