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陀螺定位仪是什么
旋转的陀螺有一个性质:它会自动的调整旋转轴的方向到初始的方向。陀螺定位仪就是根据这一原理制成的确定机器所处姿态的一类仪器
陀螺仪原理,简单
陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。
陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。
陀螺仪的基本部件有:
(1) 陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转,并见其转速近似为常值)
(2) 内、外框架(或称内、外环,它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构)
(3) 附件(是指力矩马达、信号传感器等)。
优点:
1.体积小、重量轻。适合于对安装空间和重量要求苛刻的场合,例如弹载测量等。
2.低成本。
3.高可靠性。内部无转动部件,全固态装置,抗大过载冲击,工作寿命长。
4.低功耗。
5.大量程。适于高转速大g值的场合。
6.易于数字化、智能化。可数字输出,温度补偿,零位校正等。
陀螺仪是什么?它有哪些作用?
陀螺仪,是一种用来感测与维持方向的装置,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可以旋转的轮子构成,陀螺仪一旦开始旋转,由于轮子的「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,1850 年法国的物理学家 J.Foucault 为了研究地球自转,首先发现高速转动中的转子,由于「惯性」作用它的旋转轴永远指向一固定方向,他用希腊字 gyro(旋转)和 skopein(看)两字合为 gyro scopei 一字来命名这种仪表。
陀螺仪的装置,一直是航空和航海上航行姿态及速率等最方便实用的参考仪表。基本上陀螺仪是一种机械装置,其主要部分是一个「对旋转轴」以及高角速度旋转的「转子」,转子装在一支架内;在通过转子中心轴上加一内环架,那么陀螺仪就可环绕飞机两轴作自由运动;然后,在内环架外加上一外环架;这个陀螺仪有两个平衡环,可以环绕飞机三轴作自由运动,就是一个完整的陀螺仪。陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位,是由于它的两个基本特性:一为「定轴性,inertia or rigidity」,另一是「进动性,precession」,这两种特性都是建立在「角动量守恒」的原则下
陀螺仪的种类很多,按用途来分,它可以分为传感陀螺仪和指示陀螺仪。传感陀螺仪用于飞行体运动的自动控制系统中,作为水平、垂直、俯仰、航向和角速度传感器。指示陀螺仪主要用于飞行状态的指示,作为驾驶和领航仪表使用。现在的陀螺仪分为,压电陀螺仪,微机械陀螺仪,光纤陀螺仪,激光陀螺仪,都是电子式的,可以和加速度计,磁阻芯片,GPS,做成惯性导航控制系统。
陀螺仪的原理
绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。通常所说的陀螺是特指对称陀螺,它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体,其几何对称轴就是它的自转轴。
在一定的初始条件和一定的外力矩在作用下,陀螺会在不停自转的同时,还绕着另一个固定的转轴不停地旋转,这就是陀螺的旋进(precession),又称为回转效应(gyroscopic effect)。陀螺旋进是日常生活中常见的现象,许多人小时候都玩过的陀螺就是一例。
人们利用陀螺的力学性质所制成的各种功能的陀螺装置称为陀螺仪(gyroscope),它在科学、技术、军事等各个领域有着广泛的应用。比如:回转罗盘、定向指示仪、炮弹的翻转、陀螺的章动、地球在太阳(月球)引力矩作用下的旋进(岁差)等。
陀螺仪的原理就是,一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时,是不会改变的。人们根据这个道理,用它来保持方向,制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒,因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪在工作时要给它一个力,使它快速旋转起来,一般能达到每分钟几十万转,可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向,并自动将数据信号传给控制系统。
现代陀螺仪是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器,它的发展对一个国家的工业,国防和其它高科技的发展具有十分重要的战略意义。传统的惯性陀螺仪主要是指机械式的陀螺仪,机械式的陀螺仪对工艺结构的要求很高,结构复杂,它的精度受到了很多方面的制约。自从上个世纪七十年代以来,现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。1976年 等提出了现代光纤陀螺仪的基本设想,到八十年代以后,现代光纤陀螺仪就得到了非常迅速的发展,与此同时激光谐振陀螺仪也有了很大的发展。由于光纤陀螺仪具有结构紧凑,灵敏度高,工作可靠等等优点,所以目前光纤陀螺仪在很多的领域已经完全取代了机械式的传统的陀螺仪,成为现代导航仪器中的关键部件。和光纤陀螺仪同时发展的除了环式激光陀螺仪外,还有现代集成式的振动陀螺仪,集成式的振动陀螺仪具有更高的集成度,体积更小,也是现代陀螺仪的一个重要的发展方向。
现代光纤陀螺仪包括干涉式陀螺仪和谐振式陀螺仪两种,它们都是根据塞格尼克的理论发展起来的。塞格尼克理论的要点是这样的:当光束在一个环形的通道中前进时,如果环形通道本身具有一个转动速度,那么光线沿着通道转动的方向前进所需要的时间要比沿着这个通道转动相反的方向前进所需要的时间要多。也就是说当光学环路转动时,在不同的前进方向上,光学环路的光程相对于环路在静止时的光程都会产生变化。利用这种光程的变化,如果使不同方向上前进的光之间产生干涉来测量环路的转动速度,这样就可以制造出干涉式光纤陀螺仪,如果利用这种环路光程的变化来实现在环路中不断循环的光之间的干涉,也就是通过调整光纤环路的光的谐振频率进而测量环路的转动速度,就可以制造出谐振式的光纤陀螺仪。从这个简单的介绍可以看出,干涉式陀螺仪在实现干涉时的光程差小,所以它所要求的光源可以有较大的频谱宽度,而谐振式的陀螺仪在实现干涉时,它的光程差较大,所以它所要求的光源必须有很好的单色性。
陀螺仪是怎样的?小小的它为何能为飞机导航?
飞机陀螺仪他其实是一种用于感应和保持方向的装置,其设计基于角动量不会熄灭的理论。陀螺仪主要由一个可以在轴上旋转的轮子组成。一旦陀螺仪开始旋转,由于车轮的角动量,陀螺仪倾向于抵抗方向变化。1850法国物理学家福柯为了研究地球的自转,我们首先发现了高速旋转中的转子,由于惯性,它的旋转轴总是指向一个固定的方向。
他用希腊陀螺旋转和skopein组合成陀螺scopei来命名这个仪器,陀螺仪主要用于导航、定位等系统的常用应用,如手机GPS定位导航,卫星三轴陀螺仪定位。陀螺仪的原理是利用角动量守恒原理,即当物体高速旋转时,角动量非常大,旋转轴将始终稳定地指向一个方向,我们通常谈论和玩的陀螺仪是一个简单的机械装置。
其中陀螺仪转子与旋转轴连接,外围由两个支架组成。陀螺仪是一种利用高速旋转器的动量惯性沿一个或两个轴移动的装置。它的主要特点是稳定性和固定轴。小型陀螺仪无处不在,不可或缺。在手机中,使用了虚拟现实的眼镜,体感游戏,飞机平衡等产品,陀螺仪也被称为平衡神器。
而且在中国古代,有一种有趣的加热器叫做被子香炉。这种香炉的神奇之处在于,无论球在重力的作用下如何旋转,都将炭火加热到中心,中间的木炭盆将一直保持水平。通用支撑的功能是确保内部物体的平衡状态不会受到干扰,这与陀螺仪的结构相同,中国是陀螺仪的故乡,它是中国人中最古老的玩具之一,吸引了几代人。
关于陀螺仪是怎样的小小的它为何能为飞机导航的问题,今天就解释到这里。
管线陀螺仪有什么特点?去哪买好?
广州迪升的地下管线惯性定位仪,其核心技术是:惯性导航技术,是研究利用惯性传感器(陀螺仪、加速度计)进行导航与制导的一门科 学,是一种完全自主的导航技术,主要依靠测量载体的加速度(惯性),推算出载体的瞬时速度、位置和姿态。从原理上说,如果使管 道系统跟随载体沿地下管道运动,其运动轨迹等同于管道的三维信息。
管线陀螺仪特点:
1、目前唯一的不受外界电磁干扰的管道定位仪器:城市电磁干扰无处不在;
2、不受管道埋深影响:随着城市地下空间的利用越来越多,管道也越埋越深;
3、适应于各种材质、口径的管道;
4、是一种管内直接测量方法,不受地面条件限制;
5、测量速度快、测量精度高、测量结果可靠;