陀螺仪原理(陀螺仪的基本原理)

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大家好,关于陀螺仪原理很多朋友都还不太明白,今天小编就来为大家分享关于陀螺仪的基本原理的知识,希望对各位有所帮助!

陀螺仪的工作原理

陀螺仪原理(陀螺仪的基本原理)

陀螺就是围绕着某个固定的支点而快速转动起来的刚体,平时所说的陀螺其实专指呈对称性的陀螺,它的质量是均匀分布的,形状是以轴为对称的,自转轴就是它的对称轴。在一定力矩的作用下,陀螺会一直在自转,而且还会围绕着一个不变的轴一直在旋转,称作陀螺的旋进或者是回转效应。这是在平时的生活中普遍存在的现象,例如很多孩子小时候玩的陀螺。随着科技的进步,人类就根据陀螺的力学的有关性质制造成具有很多种功能的陀螺仪。

它就是根据以高速回转的物体,它的动量矩敏感的壳体在相对惯性的空间中,围绕与自转轴正交的一到两个轴的角运动测量精密装置。

它的应用领域很广泛,在军事、技术和科学的研究和应用中都少不了它。例如:陀螺的章动、炮弹的翻转、定向指示仪以及回转罗盘等等。

按照它的用途来分,陀螺仪可被分为指示陀螺仪和传感陀螺仪。前者一般应用在飞行状态的指示中,当作领航和驾驶仪表来用;后者一般应用在飞行的物体处于运动状态的自动控制的系统之中。

陀螺仪属于机械仪器,它的重要组成是一个以很高的角速度围绕着旋转轴快速旋转的转子,而这个转子是被安装在一只架里面的。再在转子的中心轴上面加一个内环架,具有这样的装置的话,它就能够围绕着飞机的两轴来做自由的运动。如果再在内环架的外边添加一个外环架的话,它就可以拥有两个平衡环,这个时候,它能够围绕着飞机的三轴做自由的运动了,这样的装置已经是一个很完整的太空陀螺。

陀螺仪的工作原理是:当一个正在旋转的物体,它的旋转轴正在指着的方向没有受到外力的影响的时候,它是不会有任何改变的。而就是以这个原理作为依据,用它来保持一定的方向的。它也是根据这个原理而制造出来的。在正常工作的时候,为了让它可以高速旋转,需要给它一个外力,这个速度一般可以达到每一分钟可以有几十万转,因此,它可以持续工作的时间还是比较长的,接着使用不同的方法来记录下旋转轴指示的方向,同时自动地把数据信号送到控制系统中。

目前,一般把陀螺仪分为激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺和压电陀螺,这些都是属于电子式的,可跟GPS、磁阻芯片以及加速度计一起制造成为惯性导航控制系统。

其实陀螺仪既古老又富有生命力,人们对它的使用已经超过半个世纪,但是经过这么多年,很多研究者对它的研究还是非常感兴趣的,为什么呢?就是因为它本身就有很多的特别之处。它的两个基本特性是其进动性和稳定性。大家小时候玩陀螺的时候就知道它以高速旋转时,可以竖直起来并且不会倒地一直与地面保持着垂直的状态,这个就说明它的稳定性。

陀螺仪的基本原理

陀螺仪侦测的是角速度。

陀螺仪其工作原理基于科里奥利力的原理:当一个物体在坐标系中直线移动时,假设坐标系做一个旋转,那么在旋转的过程中,物体会感受到一个垂直的力和垂直方向的加速度。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。

陀螺仪,是一个圆形的中轴的结合体。而事实上,静止与运动的陀螺仪本身并无区别,如果静止的陀螺仪本身绝对平衡的话,抛除外在因素陀螺仪是可以不依靠旋转便能立定的。而如果陀螺仪本身尺寸不平衡的话,在静止下就会造成陀螺仪模型倾斜跌倒,因此不均衡的陀螺仪必然依靠旋转来维持平衡。

陀螺仪本身与引力有关,因为引力的影响,不均衡的陀螺仪,重的一端将向下运行,而轻的一端向上。在引力场中,重物下降的速度是需要时间的,物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本身旋转的速度时,将导致陀螺仪偏重点,在旋转中不断的改变陀螺仪自身的平衡,并形成一个向上旋转的速度方向。当然,如果陀螺仪偏重点太大,陀螺仪自身的左右互作用力也将失效。

陀螺仪原理是什么

陀螺仪是一种机械装置,陀螺仪的种类很多,按用途来分,它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。那么陀螺仪原理是什么?下面一起来看看。

陀螺仪原理是什么

1、陀螺仪工作原理:螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置,基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转,由于转子的角动量,陀螺仪有抗拒方向改变的趋向。陀螺仪多用于导航、定位等系统常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时,角动量很大,旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质,所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快,或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然,只要一个很小的力矩,就会严重影响到它的稳定性。

2、现象解释:高速旋转的物体的旋转轴,对于改变其方向的外力作用有趋向于垂直方向的倾向。而且,旋转物体在横向倾斜时,重力会向增加倾斜的方向作用,而轴则向垂直方向运动,就产生了摇头的运动(岁差运动)。当陀螺经纬仪的陀螺旋转轴以水平轴旋转时,由于地球的旋转而受到铅直方向旋转力,陀螺的旋转体向水平面内的子午线方向产生岁差运动。当轴平行于子午线而静止时可加以应用。

以上的就是关于陀螺仪原理是什么的内容介绍了。

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