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陀螺儀工作原理，振動陀螺儀的工作原理

來源：整理 時間：2023-08-17 21:34:34 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，振動陀螺儀的工作原理

陀螺旋轉(zhuǎn)的時候自傳軸始終指著一個方向 這就是它的基本工作原理 改變方向需要額外施加外力，因此陀螺儀一般都是和外界保持很小的作用方式，一般被摩擦力很小的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)懸掛 比較高精度的還會用到激光陀螺儀

振動陀螺儀的工作原理

2，光纖陀螺的原理

光纖陀螺的工作原理是基于薩格納克(Sagnac)效應(yīng)。薩格納克效應(yīng)是相對慣性空間轉(zhuǎn)動的閉環(huán)光路中所傳播光的一種普遍的相關(guān)效應(yīng)，即在同一閉合光路中從同一光源發(fā)出的兩束特征相等的光，以相反的方向進(jìn)行傳播，最后匯合到同一探測點。若繞垂直于閉合光路所在平面的軸線，相對慣性空間存在著轉(zhuǎn)動角速度，則正、反方向傳播的光束走過的光程不同，就產(chǎn)生光程差，其光程差與旋轉(zhuǎn)的角速度成正比。因而只要知道了光程差及與之相應(yīng)的相位差的信息，即可得到旋轉(zhuǎn)角速度。

光纖陀螺的原理

3，陀螺效應(yīng)是什么

陀螺效應(yīng) 陀螺效應(yīng)：旋轉(zhuǎn)的物體有保持其旋轉(zhuǎn)方向（旋轉(zhuǎn)軸的方向）的慣性。 例: 一個轉(zhuǎn)動的物體，當(dāng)在某一點施力，施力的效果會出現(xiàn)在沿轉(zhuǎn)動方向 90 度的地方出現(xiàn)，而且轉(zhuǎn)動的物體會有保持原來狀態(tài)，抗拒外來力量的傾向，也就是轉(zhuǎn)動中物體的軸心會極力保持在原來所指的方向。像槍管中的膛線使子彈高速旋轉(zhuǎn)以保持直進(jìn)性就是運(yùn)用陀螺效應(yīng)，直升機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的主旋翼同樣的也會有陀螺效應(yīng)產(chǎn)生，控制方式也必須考慮這種力效應(yīng)延后 90 度出現(xiàn)的陀螺效應(yīng)。 陀螺儀的功用 直升機(jī)飛行的基本原理是利用主旋翼可變角度產(chǎn)生反向推力而上升，但對機(jī)身會產(chǎn)生扭力作用，于是需要加設(shè)一個尾旋翼來抵消扭力，平衡機(jī)身，但怎樣使尾旋翼利用合適的角度，來平衡機(jī)身呢？這就用到陀螺儀了，它可以根據(jù)機(jī)身的擺動多少，自動作出補(bǔ)償訊號給伺服器，去改變尾旋翼角度，產(chǎn)生推力平衡機(jī)身。以前，模型直升機(jī)是沒有陀螺儀的，油門、主旋翼角度和尾旋翼角度很難配合，起動后便盡快往上空飛(因為飛行時較易控制)，如要懸停就要控制桿快速靈敏的動作，所以很容易撞毀，現(xiàn)在已有多中直升機(jī)模型使用的陀螺儀，分別有機(jī)械式、電子式 、電子自動鎖定式。

陀螺效應(yīng)是什么

4，三軸液浮慣性陀螺制導(dǎo)具體什么原理

你說的是慣性三軸靜壓液浮陀螺儀吧？其實你說的慣性三軸靜壓液浮陀螺儀歸根結(jié)底還是陀螺儀下一段會詳細(xì)跟你講。陀螺儀呢是利用慣性原理工作的。它有兩個重要特性：①定軸性：高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子具有力圖保持其旋轉(zhuǎn)軸在慣性空間內(nèi)的方向穩(wěn)定不變的特性。轉(zhuǎn)子角動量即矢量H是轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量J和自轉(zhuǎn)角速度Ω的乘積(H＝JΩ)。定軸性是指矢量H力圖保持指向不變。②進(jìn)動性：在外力矩作用下，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子力圖使其旋轉(zhuǎn)軸沿最短的路徑趨向外力矩的作用方向。陀螺儀轉(zhuǎn)子在重力G作用下不從支點掉下，而以角速度w繞垂線不斷轉(zhuǎn)動，這就是進(jìn)動（進(jìn)動通俗解釋就是轉(zhuǎn)不快的陀螺一邊搖頭一邊轉(zhuǎn)，這里講的陀螺是小時候玩的木質(zhì)陀螺）進(jìn)動角速度w＝M/H，其中M為外加力矩，這里指重力產(chǎn)生的力矩。干擾力矩引起轉(zhuǎn)子的進(jìn)動角速度稱為陀螺的漂移率，單位為度/時，是衡量陀螺儀性能的主要指標(biāo)。 液浮陀螺儀 又稱浮子陀螺。內(nèi)框架（內(nèi)環(huán)）和轉(zhuǎn)子形成密封球形或圓柱形的浮子組件。轉(zhuǎn)子在浮子組件內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，在浮子組件與殼體間充以浮液，用以產(chǎn)生所需要的浮力和阻尼。浮力與浮子組件的重量相等者，稱為全浮陀螺；浮力小于浮子組件重量者稱為半浮陀螺。由于利用浮力支承，摩擦力矩減小，陀螺儀的精度較高，但因不能定位仍有摩擦存在。為彌補(bǔ)這一不足，通常在液浮的基礎(chǔ)上增加磁懸浮，即由浮液承擔(dān)浮子組件的重量，而用磁場形成的推力使浮子組件懸浮在中心位置。此外，還可利用高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子與內(nèi)框架之間所形成的動壓氣膜支承轉(zhuǎn)子，這種方式稱為動壓氣浮支承?，F(xiàn)代高精度的單自由度液浮陀螺常是液浮、磁浮和動壓氣浮并用的三浮陀螺儀。這種陀螺儀比滾珠軸承陀螺儀的精度高，漂移率為0.01度/時。但液浮陀螺儀要求較高的加工精度、嚴(yán)格的裝配、精確的溫控，因而成本較高。

5，電子陀螺儀的工作原理是什么

陀螺儀的工作原理是：當(dāng)一個正在旋轉(zhuǎn)的物體，它的旋轉(zhuǎn)軸正在指著的方向沒有受到外力的影響的時候，它是不會有任何改變的。而就是以這個原理作為依據(jù)，用它來保持一定的方向的。它也是根據(jù)這個原理而制造出來的。在正常工作的時候，為了讓它可以高速旋轉(zhuǎn)，需要給它一個外力，這個速度一般可以達(dá)到每一分鐘可以有幾十萬轉(zhuǎn)，因此，它可以持續(xù)工作的時間還是比較長的，接著使用不同的方法來記錄下旋轉(zhuǎn)軸指示的方向，同時自動地把數(shù)據(jù)信號送到控制系統(tǒng)中。 目前，一般把陀螺儀分為激光陀螺、光纖陀螺、微機(jī)械陀螺和壓電陀螺，這些都是屬于電子式的，可跟GPS、磁阻芯片以及加速度計一起制造成為慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。
陀螺儀基本上就是運(yùn)用物體高速旋轉(zhuǎn)時，角動量很大，旋轉(zhuǎn)軸會一直穩(wěn)定指向一個方向的性質(zhì)，所制造出來的定向儀器。不過它必需轉(zhuǎn)得夠快，或者慣量夠大(也可以說是角動量要夠大)。不然，只要一個很小的力矩，就會嚴(yán)重影響到它的穩(wěn)定性。就像前面第四頁的活動中，我們可以輕易的改變旋轉(zhuǎn)中車輪轉(zhuǎn)軸的方向一樣。所以設(shè)置在飛機(jī)、飛彈中的陀螺儀是靠內(nèi)部所提供的動力，使其保持高速轉(zhuǎn)動。 陀螺儀通常裝置在除了要定出東西南北方向，還要能判斷上方跟下方的交通工具或載具上，像是飛機(jī)、飛船、飛彈、人造衛(wèi)星、潛艇......等等。它是航空、航海及太空導(dǎo)航系統(tǒng)中判斷方位的主要依據(jù)。這是因為在高速旋轉(zhuǎn)下，陀螺儀的轉(zhuǎn)軸穩(wěn)定的指向固定方向，將此方向與飛行器的軸心比對后，就可以精確得到飛機(jī)的正確方向。羅盤不能取代陀螺儀，因為羅盤只能確定平面的方向；另方面陀螺儀也比傳統(tǒng)羅盤方便可靠，因為傳統(tǒng)羅盤是利用地球磁場定向，所以會受到礦物分布干擾，例如受到飛機(jī)的機(jī)身或船身含鐵物質(zhì)的影響；另方面在兩極也會因為地理北極跟地磁北極的不同而出現(xiàn)很大偏差，所以目前航空、航海都已經(jīng)以陀螺儀以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)作為定向的主要儀器。

6，陀螺自轉(zhuǎn)軸繞鉛直線旋轉(zhuǎn)的力學(xué)原理

進(jìn)動是自轉(zhuǎn)物體之自轉(zhuǎn)軸又繞著另一軸旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，又可稱作旋進(jìn)。陀螺進(jìn)動　　常見的例子為陀螺。當(dāng)其自轉(zhuǎn)軸的軸線不再呈鉛直時，會發(fā)現(xiàn)自轉(zhuǎn)軸會沿著鉛直線作旋轉(zhuǎn)，此即“旋進(jìn)”現(xiàn)象。另外的例子是地球的自轉(zhuǎn)。比如以一個陀螺為例,輕輕撥動沿反時針方向急速旋轉(zhuǎn)的陀螺的右邊就會發(fā)現(xiàn)陀螺會向前旋轉(zhuǎn)。陀螺旋轉(zhuǎn)時同時進(jìn)行兩邊的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一種是自己沿著軸旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動，另一種是沿著軸周圍旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動。一般旋轉(zhuǎn)式這兩個運(yùn)動會保持均衡，如果撥動旋轉(zhuǎn)的陀螺的一邊，破壞了這種平衡，那么為了保持平衡陀螺就會反射似地向前旋轉(zhuǎn)。物理學(xué)家們把這種作用稱為"旋進(jìn)性(Gyroscopic Precession)"（陀螺進(jìn)動）。進(jìn)動　　這概念容易通過慣性的效果來理解。慣性經(jīng)常被陳述成運(yùn)動物體傾向于保持運(yùn)動。在這例子中，旋轉(zhuǎn)物體的運(yùn)動是旋轉(zhuǎn)。如果在一個旋轉(zhuǎn)物體上施加外力，物體會通過推回去抵抗外力，但反應(yīng)延遲了?！　⊥勇葸M(jìn)動在直升飛機(jī)的飛行控制上也起著巨大的作用。由于直升機(jī)后尾的駕駛能力來自（旋轉(zhuǎn)著的）螺旋槳，陀螺進(jìn)動起著作用。如果螺旋槳向前傾斜（為了獲得向前的速度），它的逆時針運(yùn)動需要螺旋槳能通過大概90°（決定于螺旋槳的構(gòu)造）提供靜推力，或者螺旋槳在飛行員的右側(cè)。為了確保飛行員的操作正確，當(dāng)飛行員把“輪轉(zhuǎn)棒”向前推，或當(dāng)“輪轉(zhuǎn)棒”被向后拉后，再向左推時，飛機(jī)有著能把旋轉(zhuǎn)斜盤傾斜到右側(cè)的的矯正連接?！　∵M(jìn)動的不利之處在于它能使負(fù)荷著巨大扭矩的系結(jié)物自己旋松。自行車踏板的曲柄在左手位置是左旋的，因此進(jìn)動能使它旋緊，而不是旋松。在不怕誘導(dǎo)力矩進(jìn)動的螺絲出現(xiàn)之前，有些汽車左邊的輪子用的也是左旋螺絲。陀螺儀為何會發(fā)生這種運(yùn)動？自行車車輪的輪軸居然能像前面圖形所示的那樣懸在空中，看上去簡直不可思議。不過，只要想想陀螺儀在旋轉(zhuǎn)時不同部位實際上都發(fā)生了什么，就會明白這種運(yùn)動完全正常！讓我們研究一下陀螺儀旋轉(zhuǎn)時的兩個小部位——頂端和底端，如圖所示：向輪軸施力時，標(biāo)示的兩點會傾向于朝圖中指示的方向運(yùn)動。如圖所示，在向輪軸施力時，陀螺儀的頂端部位將試圖向左運(yùn)動，而底端部位則試圖向右運(yùn)動。如果陀螺儀沒有旋轉(zhuǎn)，則車輪會倒下。如果陀螺儀正在旋轉(zhuǎn)，那么試想一下這兩個部位都發(fā)生了什么：牛頓第一運(yùn)動定律指出，運(yùn)動中的物體會持續(xù)沿直線勻速運(yùn)動，直到受到不平衡力的作用為止。因此，陀螺儀頂點受施加到輪軸的力的作用，開始向左運(yùn)動。根據(jù)牛頓第一運(yùn)動定律，它會繼續(xù)向左運(yùn)動，但在陀螺儀的自轉(zhuǎn)作用下又開始旋轉(zhuǎn)，如下圖所示：兩個點一邊旋轉(zhuǎn)，一邊繼續(xù)原來的運(yùn)動。這種效應(yīng)就是進(jìn)動的成因。陀螺儀的不同部位在同一點受力，但隨后又轉(zhuǎn)動到新的位置！當(dāng)陀螺儀頂端的部位向一側(cè)轉(zhuǎn)動90度時，會由于慣性而繼續(xù)保持向左運(yùn)動的狀態(tài)。底端的部位也是如此——向一側(cè)轉(zhuǎn)動90度時，會由于慣性而繼續(xù)保持向右運(yùn)動的狀態(tài)。這些力沿進(jìn)動方向轉(zhuǎn)動車輪。當(dāng)標(biāo)示的點繼續(xù)轉(zhuǎn)動的角度超過90度時，原來的運(yùn)動就停止了，于是陀螺儀的軸懸在空中并開始進(jìn)動。經(jīng)過這樣一番研究，您就明白進(jìn)動一點都不神秘了，它完全符合物理定律！進(jìn)動是角動量守恒的表現(xiàn)首先知道什么是角動量：如質(zhì)點的質(zhì)量為m，速度為v，它關(guān)于O點的矢徑為r，則質(zhì)點對O點的 角動量L＝r·mv。知道動量守恒嗎，把動量守恒里的動量都換成角動量就行了。也就是只有內(nèi)力作功的話，系統(tǒng)的角動量和不變
陀螺在旋轉(zhuǎn)的時候，不但圍繞本身的軸線轉(zhuǎn)動，而且還圍繞一個垂直軸作錐形運(yùn)動。也就是說，陀螺一面圍繞本身的軸線作“自轉(zhuǎn)”，一面圍繞垂直軸作“公轉(zhuǎn)”。陀螺圍繞自身軸線作“自轉(zhuǎn)”運(yùn)動速度的快慢，決定著陀螺擺動角的大小。轉(zhuǎn)得越慢，擺動角越大，穩(wěn)定性越差；轉(zhuǎn)得越快，擺動角越小，因而穩(wěn)定性也就越好
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