速率陀螺儀,用以直接測(cè)定運(yùn)載器角速率的二自由度陀螺裝置。把均衡陀螺儀的外環(huán)固定在運(yùn)載器上并令內(nèi)環(huán)軸垂直于要測(cè)量角速率的軸。當(dāng)運(yùn)載器連同外環(huán)以角速度繞測(cè)量軸旋進(jìn)時(shí),陀螺力矩將迫使內(nèi)環(huán)連同轉(zhuǎn)子一起相對(duì)運(yùn)載器旋進(jìn)。陀螺儀中有彈簧限制這個(gè)相對(duì)旋進(jìn),而內(nèi)環(huán)的旋進(jìn)角正比于彈簧的變形量。由平衡時(shí)的內(nèi)環(huán)旋進(jìn)角即可求得陀螺力矩和運(yùn)載器的角速率。積分陀螺儀與速率陀螺儀的不同處只在于用線性阻尼器代替彈簧約束。當(dāng)運(yùn)載器作任意變速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),積分陀螺儀的輸出量是繞測(cè)量軸的轉(zhuǎn)角(即角速度的積分)。以上兩種陀螺儀在遠(yuǎn)距離測(cè)量系統(tǒng)或自動(dòng)控制、慣性導(dǎo)航平臺(tái)中使用較多。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)測(cè)量和反饋,用于實(shí)時(shí)控制和調(diào)整物體的姿態(tài)和位置。軌檢測(cè)量陀螺儀安裝
其穩(wěn)定性隨以下的物理量而改變:1、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大,穩(wěn)定性愈好;2、轉(zhuǎn)子角速度愈大,穩(wěn)定性愈好。所謂的“轉(zhuǎn)動(dòng)慣量”,是描述剛體在轉(zhuǎn)動(dòng)中的慣性大小的物理量。當(dāng)以相同的力矩分別作用于兩個(gè)繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的不同剛體時(shí),它們所獲得的角速度一般是不一樣的,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的剛體所獲得的角速度小,也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性大;反之,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小的剛體所獲得的角速度大,也就是保持原有轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)的慣性小。進(jìn)動(dòng)性,當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí),若外力矩作用于外環(huán)軸,陀螺儀將繞內(nèi)環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng);若外力矩作用于內(nèi)環(huán)軸,陀螺儀將繞外環(huán)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。這種特性,叫做陀螺儀的進(jìn)動(dòng)性。進(jìn)動(dòng)性的大小有三個(gè)影響的因素:1、外界作用力愈大,其進(jìn)動(dòng)角速度也愈大;2、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量愈大,進(jìn)動(dòng)角速度愈?。?、轉(zhuǎn)子的角速度愈大,進(jìn)動(dòng)角速度愈小??拐鹜勇輧x廠家直銷(xiāo)陀螺儀根據(jù)工作原理和應(yīng)用領(lǐng)域可以分為機(jī)械式和激光陀螺儀兩類(lèi)。
陀螺儀其他領(lǐng)域的應(yīng)用:在航空航天以及特種武器中,陀螺儀作為慣性制導(dǎo)系統(tǒng)的重要組成部分,用于測(cè)量和控制飛行物體的轉(zhuǎn)彎角度和航向指示。此外,陀螺儀還應(yīng)用于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備中,通過(guò)檢測(cè)用戶(hù)的頭部運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)更自然的視覺(jué)交互體驗(yàn)??傊?,陀螺儀通過(guò)其獨(dú)特的角動(dòng)量守恒特性,在多個(gè)領(lǐng)域和設(shè)備中發(fā)揮著不可或缺的作用,從提升游戲體驗(yàn)到增強(qiáng)導(dǎo)航精度,再到實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的拍照功能,陀螺儀技術(shù)的應(yīng)用普遍且重要。讓我們回溯至機(jī)械轉(zhuǎn)子式陀螺儀的誕生。1850年,法國(guó)物理學(xué)家J.Foucault在探索地球自轉(zhuǎn)的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子在沒(méi)有外力作用下,其自轉(zhuǎn)軸會(huì)始終指向一個(gè)固定的方向,因此他將這種裝置命名為陀螺儀。陀螺儀一經(jīng)問(wèn)世,便在航海領(lǐng)域大放異彩,隨后又在航空領(lǐng)域發(fā)揮了不可替代的作用。因?yàn)樵谌f(wàn)米高空,只憑肉眼很難辨別方向,而飛行中一旦失去方向感,其危險(xiǎn)性可想而知。
現(xiàn)在智能手機(jī)上采用的陀螺儀是MEMS(微機(jī)電)陀螺儀,手機(jī)中陀螺儀的運(yùn)用首先用在游戲的控制上,相比傳統(tǒng)重力感應(yīng)器只能感應(yīng)左右兩個(gè)維度的(多軸的重力感應(yīng)是可以檢測(cè)到物體豎直方向的轉(zhuǎn)動(dòng),但角度難判斷)變化,陀螺儀通過(guò)對(duì)偏轉(zhuǎn)、傾斜等動(dòng)作角速度的測(cè)量,可以實(shí)現(xiàn)用手控制游戲主角的視野和方向??梢詭椭謾C(jī)攝像頭防抖。在我們按下快門(mén)時(shí),陀螺儀測(cè)量出手機(jī)翻轉(zhuǎn)的角度,將手抖產(chǎn)生的偏差反饋給圖像處理器,用計(jì)算出的結(jié)果控制補(bǔ)償鏡片組,對(duì)鏡頭的抖動(dòng)方向以及位移作出補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)更清晰的拍照效果。陀螺儀作為現(xiàn)代導(dǎo)航和控制技術(shù)中的重要組成部分,為多個(gè)領(lǐng)域的精確測(cè)量和定位提供了不可或缺的支持。
光纖陀螺儀,從20世紀(jì)60年代開(kāi)始,美國(guó)海軍研究辦公室希望發(fā)展一種比氦-氖環(huán)形激光陀螺儀的成本更低、制造流程更簡(jiǎn)單、精度更高的光纖角速度傳感器,也就是俗稱(chēng)的光纖陀螺。目前,較為常見(jiàn)的光纖陀螺儀是相敏光纖陀螺儀,通過(guò)測(cè)量在一個(gè)光纖線圈中的兩束反向傳播光束的相移以敏感載體轉(zhuǎn)動(dòng),從而計(jì)算出其角速率。因此,光纖陀螺儀的精度主要取決于其采用的光纖種類(lèi)和光電檢測(cè)系統(tǒng),偏值一般處于0.001度/時(shí)-0.0002度/時(shí)之間?,F(xiàn)在,光纖陀螺儀已經(jīng)被普遍應(yīng)用于魚(yú)雷、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、潛艇和航天器等。陀螺儀的發(fā)展推動(dòng)了慣性導(dǎo)航和航空航天技術(shù)的進(jìn)步,提高了導(dǎo)航精度和安全性。軌檢測(cè)量陀螺儀安裝
現(xiàn)代陀螺儀采用微電子技術(shù),實(shí)現(xiàn)小型化、集成化和智能化,提高系統(tǒng)性能。軌檢測(cè)量陀螺儀安裝
普遍使用的MEMS陀螺(微機(jī)械)可應(yīng)用于航空、航天、航海、兵器、汽車(chē)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。并且MEMS陀螺相比傳統(tǒng)的陀螺有明顯的優(yōu)勢(shì):1.體積小、重量輕。適合于對(duì)安裝空間和重量要求苛刻的場(chǎng)合,例如彈載測(cè)量等。2.低成本。3.高可靠性。內(nèi)部無(wú)轉(zhuǎn)動(dòng)部件,全固態(tài)裝置,抗大過(guò)載沖擊,工作壽命長(zhǎng)。4.低功耗。5.大量程。適于高轉(zhuǎn)速大g值的場(chǎng)合。6.易于數(shù)字化、智能化??蓴?shù)字輸出,溫度補(bǔ)償,零位校正等。從力學(xué)的觀點(diǎn)近似的分析陀螺的運(yùn)動(dòng)時(shí),可以把它看成是一個(gè)剛體,剛體上有一個(gè)萬(wàn)向支點(diǎn),而陀螺可以繞著這個(gè)支點(diǎn)作三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng),所以陀螺的運(yùn)動(dòng)是屬于剛體繞一個(gè)定點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。軌檢測(cè)量陀螺儀安裝
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