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陀螺仪的原理是什么样的

2019-03-11 12:06:14

[导读]陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理,

陀螺仪的原理是什么样的

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...

陀螺仪原理是指陀螺仪工作的原理,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。

万向节陀螺仪

实际上,轴在这个情况下将会在倾斜力的平面上旋转。轴之所以会旋转是因为质点AC在向上和向下运动的一些能量用尽导致轴在运动平面内运动。当质点AC旋转到大致上相反的位置上时,倾斜力比向上和向下的阻碍运动的力要大。 陀螺仪运动的特性是它拐弯的时候能够保持单轨设备的直上直下。比如说,有必要的话,消防汽缸压在一个很重的陀螺仪的轴上,就能保持其稳定。陀螺仪和万向节结合起来组成的万向节陀螺仪则是实际中经常应用的。

各模上的陀螺仪

从上面我们可以看到,陀螺仪的关键是轴的不变性。这样的特性,看起来虽然简单,但能使用在许多不同的应用上。制导武器就是陀螺仪的关键应用之一。在惯性制导中,陀螺仪是控制武器飞行姿态的重要部件,在剧烈变化的环境中,没有精心设计的陀螺仪用来保证稳定性和准确性,再好的控制规律也无法命中目标。除了制导之外,陀螺仪还能够应用在其他的的科技上。比如说,的哈勃天文望远镜的3个遥感装置中每个都装有一个陀螺仪和一个备份。3个工作的陀螺仪是保证望远镜指向所必不可少的。

陀螺仪正是因为它的平衡的特性,已经成为了飞行设备中关键的部件,从航模、制导武器、导弹、卫星、天文望远镜,无处没有它的身影,陀螺仪默默的工作保证了这些飞行设备能按照指定的方式去工作。

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