陀螺儀器較早是用于航海導航,但隨著科學技術(shù)的發(fā)展,它在航空和航天事業(yè)中也得到普遍的應(yīng)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(tǒng)中的一個敏感元件,即可作為信號傳感器。根據(jù)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(wèi)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(tài)控制和軌道控制。陀螺儀利用陀螺效應(yīng),即旋轉(zhuǎn)物體的角動量會保持不變,來測量物體的旋轉(zhuǎn)。抗電磁航姿儀價格
陀螺儀的特性。接下來,我們用圖來說說陀螺儀的特性?!巴勇輧x”是敏感角位移的裝置,重要特性有定軸性和進動性。定軸性。定軸性很好理解,陀螺儀在高速旋轉(zhuǎn)過程中具有動量矩H,在不受外力矩作用時,自轉(zhuǎn)軸將相對慣性空間保持方向不變的特性。進動性。進動性是二自由度陀螺儀里面的概念。二自由度陀螺儀模型如下:陀螺儀。外框能夠繞外框軸旋轉(zhuǎn),內(nèi)框能夠繞內(nèi)框軸旋轉(zhuǎn),中間是旋轉(zhuǎn)的陀螺和自轉(zhuǎn)軸。進動性是指的這樣的現(xiàn)象:陀螺儀,在陀螺轉(zhuǎn)子高速轉(zhuǎn)動的情況下,如果按如圖所示用力作用于內(nèi)框架,會使得外框架按如圖所示方向轉(zhuǎn)動,從而導致動量矩H(即自轉(zhuǎn)軸的方向)相應(yīng)轉(zhuǎn)動?;蛘吡硗庖环N情況:陀螺儀,用力推動外框,使得內(nèi)框架繞內(nèi)框軸轉(zhuǎn)動。類似于牛頓第三定律,當推動外框架或者內(nèi)框架改變動量矩H的方向時,陀螺儀會產(chǎn)生反作用力矩,其大小與外力矩相等,方向相反。這也是陀螺儀的基本特性之一。吉林慣性導航系統(tǒng)廠家供應(yīng)汽車行業(yè)中,陀螺儀可用于車輛穩(wěn)定性控制、導航系統(tǒng)等,提高駕駛安全性。
陀螺儀是什么:繞一個支點高速轉(zhuǎn)動的剛體稱為陀螺(top)。通常所說的陀螺是特指對稱陀螺,它是一個質(zhì)量均勻分布的、具有軸對稱形狀的剛體,其幾何對稱軸就是它的自轉(zhuǎn)軸。 由蒼蠅后翅(退化為平衡棒)仿生得來。陀螺儀的原理:在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下,陀螺會在不停自轉(zhuǎn)的同時,還繞著另一個固定的轉(zhuǎn)軸不停地旋轉(zhuǎn),這就是陀螺的旋進(precession),又稱為回轉(zhuǎn)效應(yīng)(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現(xiàn)象,許多人小時候都玩過的陀螺就是一例。
主要工作原理:角動量守恒定律,角動量守恒定律是指系統(tǒng)所受合外力矩為零時系統(tǒng)的角動量保持不變。角動量的定義:物體矢徑和其動量的叉積:(1)矢量的計算:叉積和點積,假設(shè)a、b為兩個矢量,之間的夾角為θ,則點積:a · b = abcosθ(標量),叉積:a x b = absinθ(矢量,方向由右手螺旋定則決定,四指由a彎向b,大拇指方向即為叉積方向)。(2)角動量計算:物體矢徑和動量的叉積,r為矢徑,數(shù)值為物體到旋轉(zhuǎn)中心的距離,方向為旋轉(zhuǎn)中心指向物體的方向矢量;p為動量,數(shù)值為物體質(zhì)量與線速度的乘積p=mv,方向為線速度v的方向;以該圖的方向為例,依據(jù)角動量公式,可以得到角動量L的方向為豎直向上。(3)陀螺的角動量守恒,假設(shè)一個陀螺不受空氣阻力(合外力力矩=0),陀螺與地面的接觸面無限?。ㄊ笍?0),則角動量的合力矩為0,即角動量守恒。陀螺儀可以實現(xiàn)無需外部參考的導航,適用于各種環(huán)境和條件下的導航需求。
集成光學陀螺儀,隨著集成光路的發(fā)展,可在單塊芯片上實現(xiàn)非常復(fù)雜的功能,可以將幾毫米直徑的集成環(huán)形腔激光器、光電檢測電路都集成在同一芯片上,作為集成光學陀螺儀的敏感元件,這樣可以較大程度上減小現(xiàn)有光學陀螺儀的質(zhì)量和尺寸,降低成本和功耗,更好地控制熱效應(yīng),增加可靠性,因此利用集成光學技術(shù)制造的光學陀螺儀具有良好的發(fā)展前景。目前,圍繞著集成環(huán)形腔激光器已經(jīng)展開了普遍的研究,但是關(guān)鍵技術(shù)還有待突破。此外,包括核磁諧振和超流體等的頂端技術(shù)也已經(jīng)得到了驗證,未來也將在新型陀螺儀上得到應(yīng)用。將一個陀螺放置在桌面上,它會向一個方向傾倒,但如果將其旋轉(zhuǎn)起來,它便能夠穩(wěn)穩(wěn)地立在桌子上,只要旋轉(zhuǎn)不止,它就不會傾倒。陀螺儀根據(jù)工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域可以分為機械式和激光陀螺儀兩類。河北航姿儀市價
陀螺儀的特點之一是響應(yīng)速度快,可實時反饋物體的角速度變化??闺姶藕阶藘x價格
誰能講講陀螺儀的原理?機械轉(zhuǎn)子式陀螺儀的主要構(gòu)造是高速旋轉(zhuǎn)的陀螺轉(zhuǎn)子和陀螺主軸。通過在陀螺主軸上安裝內(nèi)環(huán)架,即可構(gòu)成單自由度陀螺儀(總共兩自由度)。若再在外環(huán)架之外添加一環(huán),則形成雙自由度陀螺儀(共有三自由度)。再輔以驅(qū)動陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)的力矩馬達和信號傳感器等組件,一個完整的陀螺儀就誕生了。機械轉(zhuǎn)子陀螺儀主要依賴角動量守恒定律中的定軸性和進動性兩大特性來進行角速度測量。(1)定軸性指的是陀螺轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)且沒有外力作用時,其自轉(zhuǎn)軸在慣性空間中會保持穩(wěn)定不變的指向,即始終指向一個固定的方向。(2)進動性則表現(xiàn)為當陀螺轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時,若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺主軸將繞內(nèi)環(huán)轉(zhuǎn)動;若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺主軸將繞外環(huán)轉(zhuǎn)動。這種轉(zhuǎn)動角速度的方向與外力矩的作用方向是相互垂直的??闺姶藕阶藘x價格