基于哥式振动效应的半球谐振陀螺仪

基于牛顿经典力学以动力调谐陀螺仪为代表的是第一代陀螺仪，随后第二代陀螺仪基于萨格纳克效应，典型代表是激光陀螺和光纤陀螺，其特点是反应时间短、动态范围大、可靠性高，当然成本也不低。

到第三代陀螺仪，有两个不同技术路线的代表性产品，除了我们熟知的MEMS技术路线，另一个就是基于哥式振动效应的半球谐振陀螺仪。半球谐振陀螺仪，简称HRG，是哥式振动陀螺仪中的高精度代表。

半球谐振陀螺仪HRG由激励与检测电极和半球谐振子组成。半球谐振子的制备影响到整个陀螺仪的精度，它是一种对制备工艺、材料要求极高的部件，谐振子的加工精度和材质的均匀性都会对其核心参数Q值有巨大影响。如何保证半球谐振子的高Q值，是制备半球谐振陀螺仪HRG的核心命题。

对材料、工艺和理论要求都如何严苛的陀螺仪又有着哪些独特的优势呢？首先半球谐振陀螺仪HRG在精度上没有任何可以置疑的地方，它的随机漂移可以达到10-4°/hr量级，一些半球谐振陀螺仪精度甚至已经超过了光学陀螺仪。

而且它的高精度并不依赖更大的体积，不会导致模块重量增加空间受限，这就是它SWaP特性中的Size和Weight。

而且，半球谐振陀螺仪HRG的功耗低寿命长。这要得益于半球谐振陀螺仪HRG本身结构的内部密闭性就很好，而且又没有摩擦部件，是公认的寿命最长的陀螺仪。这也让它在精密应用上大有用武之地。

半球谐振陀螺仪HRG能在很小的体积下实现很高的精度，加之其结构能抗冲击抗辐射，在很多军工，精密机械领域优势明显。当然，半球谐振陀螺仪也存在着动态范围偏小、应用范围普适性不足等问题。