陀螺仪工作原理，振动陀螺仪的工作原理

本文目录一览

1，振动陀螺仪的工作原理
2，光纤陀螺的原理
3，陀螺效应是什么
4，三轴液浮惯性陀螺制导具体什么原理
5，电子陀螺仪的工作原理是什么
6，陀螺自转轴绕铅直线旋转的力学原理

1，振动陀螺仪的工作原理

陀螺旋转的时候自传轴始终指着一个方向这就是它的基本工作原理改变方向需要额外施加外力，因此陀螺仪一般都是和外界保持很小的作用方式，一般被摩擦力很小的转轴系统悬挂比较高精度的还会用到激光陀螺仪

振动陀螺仪的工作原理

2，光纤陀螺的原理

光纤陀螺的工作原理是基于萨格纳克(Sagnac)效应。萨格纳克效应是相对惯性空间转动的闭环光路中所传播光的一种普遍的相关效应，即在同一闭合光路中从同一光源发出的两束特征相等的光，以相反的方向进行传播，最后汇合到同一探测点。若绕垂直于闭合光路所在平面的轴线，相对惯性空间存在着转动角速度，则正、反方向传播的光束走过的光程不同，就产生光程差，其光程差与旋转的角速度成正比。因而只要知道了光程差及与之相应的相位差的信息，即可得到旋转角速度。

光纤陀螺的原理

3，陀螺效应是什么

陀螺效应陀螺效应：旋转的物体有保持其旋转方向（旋转轴的方向）的惯性。例: 一个转动的物体，当在某一点施力，施力的效果会出现在沿转动方向 90 度的地方出现，而且转动的物体会有保持原来状态，抗拒外来力量的倾向，也就是转动中物体的轴心会极力保持在原来所指的方向。像枪管中的膛线使子弹高速旋转以保持直进性就是运用陀螺效应，直升机高速旋转的主旋翼同样的也会有陀螺效应产生，控制方式也必须考虑这种力效应延后 90 度出现的陀螺效应。陀螺仪的功用直升机飞行的基本原理是利用主旋翼可变角度产生反向推力而上升，但对机身会产生扭力作用，于是需要加设一个尾旋翼来抵消扭力，平衡机身，但怎样使尾旋翼利用合适的角度，来平衡机身呢？这就用到陀螺仪了，它可以根据机身的摆动多少，自动作出补偿讯号给伺服器，去改变尾旋翼角度，产生推力平衡机身。以前，模型直升机是没有陀螺仪的，油门、主旋翼角度和尾旋翼角度很难配合，起动后便尽快往上空飞(因为飞行时较易控制)，如要悬停就要控制杆快速灵敏的动作，所以很容易撞毁，现在已有多中直升机模型使用的陀螺仪，分别有机械式、电子式、电子自动锁定式。

陀螺效应是什么

4，三轴液浮惯性陀螺制导具体什么原理

你说的是惯性三轴静压液浮陀螺仪吧？其实你说的惯性三轴静压液浮陀螺仪归根结底还是陀螺仪下一段会详细跟你讲。陀螺仪呢是利用惯性原理工作的。它有两个重要特性：①定轴性：高速旋转的转子具有力图保持其旋转轴在惯性空间内的方向稳定不变的特性。转子角动量即矢量H是转子绕自转轴的转动惯量J和自转角速度Ω的乘积(H＝JΩ)。定轴性是指矢量H力图保持指向不变。②进动性：在外力矩作用下，旋转的转子力图使其旋转轴沿最短的路径趋向外力矩的作用方向。陀螺仪转子在重力G作用下不从支点掉下，而以角速度w绕垂线不断转动，这就是进动（进动通俗解释就是转不快的陀螺一边摇头一边转，这里讲的陀螺是小时候玩的木质陀螺）进动角速度w＝M/H，其中M为外加力矩，这里指重力产生的力矩。干扰力矩引起转子的进动角速度称为陀螺的漂移率，单位为度/时，是衡量陀螺仪性能的主要指标。液浮陀螺仪又称浮子陀螺。内框架（内环）和转子形成密封球形或圆柱形的浮子组件。转子在浮子组件内高速旋转，在浮子组件与壳体间充以浮液，用以产生所需要的浮力和阻尼。浮力与浮子组件的重量相等者，称为全浮陀螺；浮力小于浮子组件重量者称为半浮陀螺。由于利用浮力支承，摩擦力矩减小，陀螺仪的精度较高，但因不能定位仍有摩擦存在。为弥补这一不足，通常在液浮的基础上增加磁悬浮，即由浮液承担浮子组件的重量，而用磁场形成的推力使浮子组件悬浮在中心位置。此外，还可利用高速旋转的转子与内框架之间所形成的动压气膜支承转子，这种方式称为动压气浮支承。现代高精度的单自由度液浮陀螺常是液浮、磁浮和动压气浮并用的三浮陀螺仪。这种陀螺仪比滚珠轴承陀螺仪的精度高，漂移率为0.01度/时。但液浮陀螺仪要求较高的加工精度、严格的装配、精确的温控，因而成本较高。

5，电子陀螺仪的工作原理是什么

陀螺仪的工作原理是：当一个正在旋转的物体，它的旋转轴正在指着的方向没有受到外力的影响的时候，它是不会有任何改变的。而就是以这个原理作为依据，用它来保持一定的方向的。它也是根据这个原理而制造出来的。在正常工作的时候，为了让它可以高速旋转，需要给它一个外力，这个速度一般可以达到每一分钟可以有几十万转，因此，它可以持续工作的时间还是比较长的，接着使用不同的方法来记录下旋转轴指示的方向，同时自动地把数据信号送到控制系统中。目前，一般把陀螺仪分为激光陀螺、光纤陀螺、微机械陀螺和压电陀螺，这些都是属于电子式的，可跟GPS、磁阻芯片以及加速度计一起制造成为惯性导航控制系统。

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。就像前面第四页的活动中，我们可以轻易的改变旋转中车轮转轴的方向一样。所以设置在飞机、飞弹中的陀螺仪是靠内部所提供的动力，使其保持高速转动。陀螺仪通常装置在除了要定出东西南北方向，还要能判断上方跟下方的交通工具或载具上，像是飞机、飞船、飞弹、人造卫星、潜艇......等等。它是航空、航海及太空导航系统中判断方位的主要依据。这是因为在高速旋转下，陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向，将此方向与飞行器的轴心比对后，就可以精确得到飞机的正确方向。罗盘不能取代陀螺仪，因为罗盘只能确定平面的方向；另方面陀螺仪也比传统罗盘方便可靠，因为传统罗盘是利用地球磁场定向，所以会受到矿物分布干扰，例如受到飞机的机身或船身含铁物质的影响；另方面在两极也会因为地理北极跟地磁北极的不同而出现很大偏差，所以目前航空、航海都已经以陀螺仪以及卫星导航系统作为定向的主要仪器。

6，陀螺自转轴绕铅直线旋转的力学原理

进动是自转物体之自转轴又绕着另一轴旋转的现象，又可称作旋进。陀螺进动　　常见的例子为陀螺。当其自转轴的轴线不再呈铅直时，会发现自转轴会沿着铅直线作旋转，此即“旋进”现象。另外的例子是地球的自转。比如以一个陀螺为例,轻轻拨动沿反时针方向急速旋转的陀螺的右边就会发现陀螺会向前旋转。陀螺旋转时同时进行两边的旋转运动。一种是自己沿着轴旋转的运动，另一种是沿着轴周围旋转的运动。一般旋转式这两个运动会保持均衡，如果拨动旋转的陀螺的一边，破坏了这种平衡，那么为了保持平衡陀螺就会反射似地向前旋转。物理学家们把这种作用称为"旋进性(Gyroscopic Precession)"（陀螺进动）。进动　　这概念容易通过惯性的效果来理解。惯性经常被陈述成运动物体倾向于保持运动。在这例子中，旋转物体的运动是旋转。如果在一个旋转物体上施加外力，物体会通过推回去抵抗外力，但反应延迟了。　　陀螺进动在直升飞机的飞行控制上也起着巨大的作用。由于直升机后尾的驾驶能力来自（旋转着的）螺旋桨，陀螺进动起着作用。如果螺旋桨向前倾斜（为了获得向前的速度），它的逆时针运动需要螺旋桨能通过大概90°（决定于螺旋桨的构造）提供静推力，或者螺旋桨在飞行员的右侧。为了确保飞行员的操作正确，当飞行员把“轮转棒”向前推，或当“轮转棒”被向后拉后，再向左推时，飞机有着能把旋转斜盘倾斜到右侧的的矫正连接。　　进动的不利之处在于它能使负荷着巨大扭矩的系结物自己旋松。自行车踏板的曲柄在左手位置是左旋的，因此进动能使它旋紧，而不是旋松。在不怕诱导力矩进动的螺丝出现之前，有些汽车左边的轮子用的也是左旋螺丝。陀螺仪为何会发生这种运动？自行车车轮的轮轴居然能像前面图形所示的那样悬在空中，看上去简直不可思议。不过，只要想想陀螺仪在旋转时不同部位实际上都发生了什么，就会明白这种运动完全正常！让我们研究一下陀螺仪旋转时的两个小部位——顶端和底端，如图所示：向轮轴施力时，标示的两点会倾向于朝图中指示的方向运动。如图所示，在向轮轴施力时，陀螺仪的顶端部位将试图向左运动，而底端部位则试图向右运动。如果陀螺仪没有旋转，则车轮会倒下。如果陀螺仪正在旋转，那么试想一下这两个部位都发生了什么：牛顿第一运动定律指出，运动中的物体会持续沿直线匀速运动，直到受到不平衡力的作用为止。因此，陀螺仪顶点受施加到轮轴的力的作用，开始向左运动。根据牛顿第一运动定律，它会继续向左运动，但在陀螺仪的自转作用下又开始旋转，如下图所示：两个点一边旋转，一边继续原来的运动。这种效应就是进动的成因。陀螺仪的不同部位在同一点受力，但随后又转动到新的位置！当陀螺仪顶端的部位向一侧转动90度时，会由于惯性而继续保持向左运动的状态。底端的部位也是如此——向一侧转动90度时，会由于惯性而继续保持向右运动的状态。这些力沿进动方向转动车轮。当标示的点继续转动的角度超过90度时，原来的运动就停止了，于是陀螺仪的轴悬在空中并开始进动。经过这样一番研究，您就明白进动一点都不神秘了，它完全符合物理定律！进动是角动量守恒的表现首先知道什么是角动量：如质点的质量为m，速度为v，它关于O点的矢径为r，则质点对O点的角动量L＝r·mv。知道动量守恒吗，把动量守恒里的动量都换成角动量就行了。也就是只有内力作功的话，系统的角动量和不变

陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越差；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好