陀螺儀的分類:按照轉子轉動的自由度分成:雙自由度陀螺儀(也稱三自由度陀螺儀)和單自由度陀螺儀(也稱二自由度陀螺儀)。前者用于測定飛行器的姿態角,后者用于測定姿態角速度,因此常稱單自由度陀螺儀為。浮子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。為彌補這一不足,通常在液浮的基礎上增加磁懸浮,即由浮液承擔浮子組件的重量,而用磁場形成的推力使浮子組件懸浮在中心位置。現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、嚴格的裝配、精確的溫控,因而成本較高。陀螺儀的發展推動了慣性導航和航空航天技術的進步,提高了導航精度和安全性。黑龍江自動化采煤慣導
陀螺儀到底有什么用呢?一、虛擬現實與游戲,隨著虛擬現實(VR)和游戲產業的蓬勃發展,陀螺儀也找到了新的用武之地。在VR設備中,陀螺儀能夠實時感知用戶的頭部運動,從而為用戶提供沉浸式的體驗。在游戲手柄和智能手機等設備中,陀螺儀則用于實現更加豐富的游戲交互方式,如重力感應、旋轉控制等。二、科學研究,陀螺儀在科學研究領域同樣具有重要地位。在地球物理學中,陀螺儀被用于研究地球自轉和重力場的變化。在航天領域,陀螺儀則用于測量航天器的姿態和角速度,為航天任務的順利實施提供重要保障。貴州慣性導航系統規格智能手機中的陀螺儀可實現屏幕自動旋轉、運動傳感器等功能。
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機電式陀螺儀(以經典力學為基礎)、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。
陀螺儀在航空飛行領域的應用:由于各種電子設備和電腦控制的高科技發展,各種現代飛機的設計大多數都是靜不穩定的,必須利用電子設備和電腦來輔助控制來使飛機取得良好的飛行控制。這種飛機單純依靠飛行員手指來控制難度會加大。飛機雖然仍能飛行,但是會出現不同程度的搖晃不定,總是處于一種不穩定的飛行狀態。有時重心設定的不太準確,稍微有差別,也會使飛機飛行不太穩定。空中有各種亂流,也會使飛機飛行不夠穩定,這時就使用陀螺儀增穩,飛機就會一直平穩的飛行,讓飛行員感覺更容易操控飛機,做出各種動作也更加標準。未來,陀螺儀將進一步融合人工智能技術,實現更智能、更高效的數據處理和應用。
1850年法國物理學家萊昂·傅科(J.Foucault)為了研究地球自轉,首先發現高速轉動中地的轉子(rotor),由于具有慣性,它的旋轉軸永遠指向一固定方向,他用希臘字 gyro(旋轉)和skopein(看)兩字合為gyro scopei 一字來命名這種儀表。陀螺儀是一種既古老而又很有生命力的儀器,從頭一臺真正實用的陀螺儀器問世以來已有大半個世紀,但直到現在,陀螺儀仍在吸引著人們對它進行研究,這是由于它本身具有的特性所決定的。陀螺儀較主要的基本特性是它的穩定性和進動性。現代陀螺儀采用微電子技術,實現小型化、集成化和智能化,提高系統性能。湖南陀螺儀價位
陀螺儀的工作原理基于角動量守恒定律,通過測量旋轉部件的慣性變化來計算物體的角度和方向。黑龍江自動化采煤慣導
我們以一個單軸偏航陀螺儀為例,探討較簡單的工作原理(圖1)。兩個正在運動的質點向相反方向做連續運動,如藍色箭頭所示。只要從外部施加一個角速率,就會產生一個與質點運動方向垂直的科里奧利力,如圖中黃色箭頭所示。產生的科里奧利力使感應質點發生位移,位移大小與所施加的角速率大小成正比。因為傳感器感應部分的運動電極(轉子)位于固定電極(定子)的側邊,上面的位移將會在定子和轉子之間引起電容變化,因此,在陀螺儀輸入部分施加的角速率被轉化成一個專門使用電路可以檢測的電參數。黑龍江自動化采煤慣導