隨著物理學的不斷發展和進步，陀螺儀的種類也日趨豐富，精度也在不斷提高。目前廣為人知的陀螺儀類型有光纖陀螺儀、激光陀螺儀和MEMS陀螺儀等。雖然MEMS陀螺儀在精度上可能不如光纖和激光陀螺儀，但其體積小、功耗低、成本低且易于批量生產的特點，使其在自動駕駛領域發揮著舉足輕重的作用。MEMS陀螺儀的角速度測量原理基于一種非真實存在的力——科里奧利力。這種力是在非慣性參考系下引入的慣性力，引入之后便可以應用牛頓經典力學定律。我們假設一個黑色質量塊以特定的速度V沿著一個方向移動，當外部角速率被施加時，會產生一個垂直于施加角速度方向的力，導致質量塊發生位移。陀螺儀在慣性導航儀中，可以用于測量飛行器的姿態、速度和位置，提供準確的導航數據。北京慣性導航系統制造

光纖陀螺儀的原理是利用光程的變化檢測出兩條光路的相位差，就可以測出光路旋轉角速度，主要用于航空，航海，航天和國家防護工業和農業領域。微機電陀螺儀MEMS一般會用在手機等電子產品上，通常有兩個方向的可移動電容板，徑向的電容板加震蕩電壓迫使物體做徑向運動，橫向的電容板測量由于橫向運動帶來的電容變化，所以由電容的變化可以計算出角速度。所以，陀螺儀不光是用在手機里那么簡單，大到航海，航空和航天，導彈、衛星運載器，國家防護等領域，并且地面設施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探都離不開它。在生活中汽車導行，手機，環境監控等領域都需要陀螺儀的參與。高精度慣性導航系統市價機械式陀螺儀的結構簡單，制造成本低，但精度相對較低，適用于中低精度場合。

下面，我們以單自由度陀螺儀為例，來解析角速度測量的原理。單自由度陀螺儀的簡化模型如下圖所示，其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個軸。假設基座被固定在汽車上，y軸即為汽車的前進方向。當汽車繞y軸或z軸旋轉時，內環起到了隔離運動的作用，陀螺轉軸并不會隨汽車轉動而轉動。但當汽車繞x軸轉動時，內環上會產生一對力F，形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒有轉動自由度，力矩mx將使陀螺主軸繞內環y軸進動。因此，通過測量y軸的角速度，我們可以間接測量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過程需要基于動量矩定理，這里不再詳細展開。

我們以一個單軸偏航陀螺儀為例，探討較簡單的工作原理（圖1）。兩個正在運動的質點向相反方向做連續運動，如藍色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率，就會產生一個與質點運動方向垂直的科里奧利力，如圖中黃色箭頭所示。產生的科里奧利力使感應質點發生位移，位移大小與所施加的角速率大小成正比。因為傳感器感應部分的運動電極（轉子）位于固定電極（定子）的側邊，上面的位移將會在定子和轉子之間引起電容變化，因此，在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉化成一個專門使用電路可以檢測的電參數。陀螺儀可以用于地理測量和地圖制作，提供準確的地理信息。

撓性陀螺儀，轉子裝在彈性支承裝置上的陀螺儀。在撓性陀螺儀中應用較廣的是動力調諧撓性陀螺儀。它由內撓性桿、外撓性桿、平衡環、轉子、驅動軸和電機等組成。它靠平衡環扭擺運動時產生的動力反作用力矩(陀螺力矩)來平衡撓性桿支承產生的彈性力矩，從而使轉子成為一個無約束的自由轉子，這種平衡就是調諧。撓性陀螺儀是60年代迅速發展起來的慣性元件，它因結構簡單、精度高(與液浮陀螺相近)、成本低，在飛機和導彈上得到了普遍應用。陀螺儀可以用于船舶和航空器的姿態穩定控制，提高航行的安全性和穩定性。海南綜采工作面陀螺儀

激光式陀螺儀采用激光束在Sagnac效應中的干涉現象，實現高精度角速度測量。北京慣性導航系統制造

陀螺儀器較早是用于航海導航，但隨著科學技術的發展，它在航空和航天事業中也得到普遍的應用。陀螺儀器不只可以作為指示儀表，而更重要的是它可以作為自動控制系統中的一個敏感元件，即可作為信號傳感器。根據需要，陀螺儀器能提供準確的方位、水平、位置、速度和加速度等信號，以便駕駛員或用自動導航儀來控制飛機、艦船或航天飛機等航行體按一定的航線飛行，而在導彈、衛星運載器或空間探測火箭等航行體的制導中，則直接利用這些信號完成航行體的姿態控制和軌道控制。作為穩定器，陀螺儀器能使列車在單軌上行駛，能減小船舶在風浪中的搖擺，能使安裝在飛機或衛星上的照相機相對地面穩定等等。作為精密測試儀器，陀螺儀器能夠為地面設施、礦山隧道、地下鐵路、石油鉆探以及導彈發射井等提供準確的方位基準。由此可見，陀螺儀器的應用范圍是相當普遍的，它在現代化的國家防護建設和國民經濟建設中均占重要的地位。北京慣性導航系統制造