人們利用陀螺的力學(xué)性質(zhì)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(gè)領(lǐng)域有著普遍的應(yīng)用。比如:回轉(zhuǎn)羅盤(pán)、定向指示儀、炮彈的翻轉(zhuǎn)、陀螺的章動(dòng)等。陀螺儀的種類很多,按用途來(lái)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(yùn)動(dòng)的自動(dòng)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(lǐng)航儀表使用。陀螺儀還可分為壓電陀螺儀,微機(jī)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(jì),磁阻芯片,GPS,做成慣性導(dǎo)航控制系統(tǒng)。分類上,陀螺儀可以分為機(jī)械陀螺儀和光學(xué)陀螺儀兩種。自動(dòng)化采煤航姿儀價(jià)位
陀螺儀的分類:按照原理,可以分為機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ))、光電類陀螺儀(以近代物理學(xué)效應(yīng)為基礎(chǔ)),機(jī)電式陀螺儀(以經(jīng)典力學(xué)為基礎(chǔ)):轉(zhuǎn)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(dòng)陀螺儀:音叉陀螺、半球諧振陀螺、微機(jī)電陀螺(MEMS)等;光電類陀螺儀(以光學(xué)Sagnac效應(yīng)測(cè)量運(yùn)載體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為基礎(chǔ));激光陀螺、光纖陀螺、原子干涉陀螺、集成光學(xué)陀螺等;機(jī)電式:高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械轉(zhuǎn)子,高速轉(zhuǎn)子容易產(chǎn)生質(zhì)量不平衡,容易受到加速度的影響;啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng),且需要一定的預(yù)熱時(shí)間;MEMS陀螺儀是利用 coriolis 定理,將旋轉(zhuǎn)物體的角速度轉(zhuǎn)換成與角速度成正比的直流電壓信號(hào)。云南航姿儀廠家精選新型MEMS陀螺儀因其小型化、低成本和低功耗特點(diǎn),逐漸取代傳統(tǒng)陀螺儀在消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用。
陀螺儀是智能手機(jī)不可或缺的一個(gè)重要部件,沒(méi)有陀螺儀,那么智能手機(jī)的多數(shù)功能基本無(wú)法實(shí)現(xiàn),因?yàn)楹芏喙δ芏夹枰_了解手機(jī)的具體姿態(tài)。雖說(shuō)手機(jī)少不了陀螺儀,但怎么看,我們的手機(jī)里都不像是裝備了這個(gè)東西,因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)部的空間實(shí)在是有限,似乎沒(méi)有安裝這個(gè)東西的地方。事實(shí)上如果我們將手機(jī)拆開(kāi),確實(shí)也看不到陀螺儀,這是怎么回事呢?手機(jī)中的確安裝有陀螺儀,但是手機(jī)中的陀螺儀與剛才我們所講的陀螺儀并不相同,它雖然也叫做陀螺儀,但與陀螺就沒(méi)有什么關(guān)系了,從外觀上來(lái)看,它就是一個(gè)邊長(zhǎng)只有幾毫米的黑色小方塊。
垂直陀螺儀(Vertical Gyroscope)存在各種類型航空儀表的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和基本輸進(jìn)系統(tǒng)中,用來(lái)丈量航天器的側(cè)傾角度(橫滾)和俯仰角(姿態(tài))。陀螺儀作為一種慣性測(cè)量器件,是慣性導(dǎo)航、慣性制導(dǎo)和慣性測(cè)量系統(tǒng)的主要部件,普遍應(yīng)用于特種和民用領(lǐng)域。陀螺儀的原理很簡(jiǎn)單,其基本原理和自行車能直立行走的原理一樣,主要部件是一個(gè)能快速旋轉(zhuǎn)的金屬輪,就是靠這個(gè)快速旋轉(zhuǎn)的輪子產(chǎn)生恒定的方向性,來(lái)指示或驅(qū)動(dòng)或該變飛行器的飛行姿態(tài),陀螺儀是靠陀螺輪高速旋轉(zhuǎn)而工作的。陀螺儀可以實(shí)現(xiàn)高精度的姿態(tài)控制,用于飛行器、導(dǎo)彈等的穩(wěn)定控制。
下面,我們以單自由度陀螺儀為例,來(lái)解析角速度測(cè)量的原理。單自由度陀螺儀的簡(jiǎn)化模型如下圖所示,其中x、y、z分別表示陀螺儀的三個(gè)軸。假設(shè)基座被固定在汽車上,y軸即為汽車的前進(jìn)方向。當(dāng)汽車?yán)@y軸或z軸旋轉(zhuǎn)時(shí),內(nèi)環(huán)起到了隔離運(yùn)動(dòng)的作用,陀螺轉(zhuǎn)軸并不會(huì)隨汽車轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。但當(dāng)汽車?yán)@x軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),內(nèi)環(huán)上會(huì)產(chǎn)生一對(duì)力F,形成沿x軸方向的力矩mx。由于陀螺儀在x軸方向沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,力矩mx將使陀螺主軸繞內(nèi)環(huán)y軸進(jìn)動(dòng)。因此,通過(guò)測(cè)量y軸的角速度,我們可以間接測(cè)量到汽車在x軸的角速度。具體的建模和求解過(guò)程需要基于動(dòng)量矩定理,這里不再詳細(xì)展開(kāi)。機(jī)械陀螺儀通過(guò)物體的旋轉(zhuǎn)來(lái)測(cè)量角速度,而光學(xué)陀螺儀則利用光的干涉原理來(lái)測(cè)量。云南航姿儀廠家精選
陀螺儀可以用于火箭和導(dǎo)彈的制導(dǎo)系統(tǒng),提供準(zhǔn)確的導(dǎo)航和定位功能。自動(dòng)化采煤航姿儀價(jià)位
陀螺儀是什么?陀螺儀是一種慣性傳感器,用于測(cè)量角速度或角位移。用途:陀螺儀普遍應(yīng)用于各種領(lǐng)域,包括:航空和航天:飛機(jī)、直升機(jī)和航天器的導(dǎo)航和姿態(tài)控制;汽車:電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)(ESC)和自適應(yīng)巡航控制(ACC);機(jī)器人:平衡和姿態(tài)控制;虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR):頭部跟蹤和手勢(shì)控制;消費(fèi)電子產(chǎn)品:智能手機(jī)和可穿戴設(shè)備的屏幕翻轉(zhuǎn)和方向鎖定。原理:陀螺儀的工作原理基于角動(dòng)量守恒定律。當(dāng)陀螺高速旋轉(zhuǎn)時(shí),它會(huì)產(chǎn)生一個(gè)稱為角動(dòng)量的物理量。當(dāng)陀螺受到外力的作用而旋轉(zhuǎn)(角速度),角動(dòng)量會(huì)改變方向,產(chǎn)生一個(gè)與角速度成正比的力矩。通過(guò)測(cè)量這個(gè)力矩,陀螺儀可以確定旋轉(zhuǎn)速度和方向。自動(dòng)化采煤航姿儀價(jià)位
陀螺儀的特性。接下來(lái),我們用圖來(lái)說(shuō)說(shuō)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(jìn)... [詳情]
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