人們利用陀螺的力學性質所制成的各種功能的陀螺裝置稱為陀螺儀(gyroscope),它在航海、航天、特種等各個領域有著普遍的應用。比如:回轉羅盤、定向指示儀、炮彈的翻轉、陀螺的章動等。陀螺儀的種類很多,按用途來分,它可以分為傳感陀螺儀和指示陀螺儀。傳感陀螺儀用于飛行體運動的自動控制系統(tǒng)中,作為水平、垂直、俯仰、航向和角速度傳感器。指示陀螺儀主要用于飛行狀態(tài)的指示,作為駕駛和領航儀表使用。陀螺儀還可分為壓電陀螺儀,微機械陀螺儀,光纖陀螺儀和激光陀螺儀,它們都是電子式的,并且它們可以和加速度計,磁阻芯片,GPS,做成慣性導航控制系統(tǒng)。激光陀螺儀因其高精度和長期穩(wěn)定性,在導航系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)及科研實驗中得到普遍應用。山西陀螺儀行價
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(huán)、轉子、驅動軸和電機等組成。它靠平衡環(huán)扭擺運動時產(chǎn)生的動力反作用力矩(陀螺力矩)來平衡撓性桿支承產(chǎn)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(fā)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。遼寧航姿儀參考價陀螺儀的作用是提供準確的方向和位置信息,用于導航、航空航天、慣性導航等領域。
垂直陀螺儀在現(xiàn)代飛機上應用非常普遍,它可以精確測量飛機的姿態(tài)角并輸出與姿態(tài)角成比例的電信號,提供給計算機,較終在儀表上顯示。為了測量和輸出飛機的姿態(tài)信號, 垂直陀螺儀上安裝了俯仰同步器和傾斜同步器,分別輸出俯仰角和 傾斜角電信號。而為了減小縱向加速度誤差,垂直陀螺儀安裝了俯仰直立和水平修正斷開電門,在存在縱向加速度時切斷陀螺儀的俯仰修正;為了減小盤旋誤差,垂直陀螺儀安裝了傾斜直立和水平修 正斷開電門,在盤旋傾斜時切斷陀螺儀的傾斜修正。
由于光纖陀螺儀具有結構緊湊,靈敏度高,工作可靠等等優(yōu)點,所以目前光纖陀螺儀在很多的領域已經(jīng)完全取代了機械式的傳統(tǒng)的陀螺儀,成為現(xiàn)代導航儀器中的關鍵部件。同時,激光陀螺儀也有突破,它通過光程差來測量旋轉角速度,優(yōu)點和光纖陀螺儀差不多,但成本高一些。而我們現(xiàn)在智能手機上采用的陀螺儀是MEMS(微機電)陀螺儀,它精度并不如前面說到的光纖和激光陀螺儀,需要參考其他傳感器的數(shù)據(jù)才能實現(xiàn)功能,但其體積小、功耗低、易于數(shù)字化和智能化,特別是成本低,易于批量生產(chǎn),非常適合手機、汽車牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)療器材這些需要大規(guī)模生產(chǎn)的設備。陀螺儀可以實現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制,用于飛行器、導彈等的穩(wěn)定控制。
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機電式陀螺儀(以經(jīng)典力學為基礎)、光電類陀螺儀(以近代物理學效應為基礎),機電式陀螺儀(以經(jīng)典力學為基礎):轉子式陀螺儀:滾珠軸承支撐陀螺、液浮陀螺、氣浮陀螺、靜電陀螺等;新型振動陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學Sagnac效應測量運載體旋轉運動為基礎);激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學陀螺等;機電式:高速旋轉的機械轉子,高速轉子容易產(chǎn)生質量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動時間較長,且需要一定的預熱時間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉物體的角速度轉換成與角速度成正比的直流電壓信號。陀螺儀的測量數(shù)據(jù)具有實時性和連續(xù)性,為動態(tài)環(huán)境下的控制提供可靠依據(jù)。河南自動化采煤航姿儀
陀螺儀在機器人領域具有重要作用,幫助機器人實現(xiàn)復雜動作和精確控制。山西陀螺儀行價
陀螺儀的基本部件包括:1、陀螺轉子(常采用同步電機、磁滯電機、三相交流電機等拖動方法來使陀螺轉子繞自轉軸高速旋轉,并見其轉速近似為常值)。2、內、外框架(或稱內、外環(huán),它是使陀螺自轉軸獲得所需角轉動自由度的結構)。3、附件(是指力矩馬達、信號傳感器等)。陀螺儀的兩個重要特性,陀螺儀有兩個非常重要的基本特性:一為定軸性,另一是進動性,這兩種特性都是建立在角動量守恒的原則下。定軸性,當陀螺轉子以高速旋轉時,在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時,陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩(wěn)定不變,即指向一個固定的方向;同時反抗任何改變轉子軸向的力量。這種物理現(xiàn)象稱為陀螺儀的定軸性或穩(wěn)定性。山西陀螺儀行價