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陀螺仪工作原理图,陀螺仪的名字由来?

浏览量:3795 时间:2022-08-25 13:20:59 作者:程程

陀螺仪工作原理图

陀螺仪工作原理图


陀螺仪的名称来源

历史悠久的陀螺仪名字来源。据考证,1850年法国物理学家莱昂·傅科(J.Foucault)为了研究地球自转,首先发现了中地转子的高速旋转(rotor),因为它有惯性,它的旋转轴总是指向一个固定的方向,所以傅科使用希腊语 gyro(旋转)和skopein(见)两字合为gyro scopei 一字命名仪器仪表。

最早的陀螺仪的简单制作方法如下:将高速旋转的陀螺仪放在通用支架上,并根据陀螺仪的方向计算角速度。简单图如下图所示。

陀螺仪的名字由来?



其中,中间的金色转子是陀螺仪,不会因惯性而受到影响。由于设备姿态的变化,周围的三个钢圈会发生变化。通过这种方式,可以检测设备的当前状态。这三个钢圈所在的轴,即三轴陀螺仪中的三轴,即X轴y轴、Z三轴包围的三维空间联合检测各种动作,然后用多种方法读取轴指示的方向,并自动将数据信号传输到控制系统。所以起初,陀螺仪的主要功能是测量角速度。所以起初,陀螺仪的主要功能是测量角速度。


陀螺仪的基本组成

目前,从力学的角度来看,近似分析陀螺可以被视为刚体。刚体上有一个通用支点,陀螺仪可以绕着这个支点旋转三个自由度。因此,陀螺仪的运动属于刚体绕一个固定点的旋转运动。更准确地说,绕对称轴高速旋转的飞轮转子称为陀螺仪。将陀螺安装在框架装置上,使陀螺的自转轴具有角旋转的自由度,这种装置的整体称为陀螺仪。



陀螺仪的基本部件包括:陀螺转子(通常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法,使陀螺转子围绕自转轴高速旋转,其速度近似正常);内部和外部框架(或内部和外环旋转轴获得所需角度旋转自由度的结构;附件(指扭矩电机、信号传感器等)。

陀螺仪的工作原理

陀螺仪检测到角速度。工作原理基于科里奥利力的原理:当物体在坐标系中直线移动时,假设坐标系旋转,物体将感觉到垂直力和垂直加速度。

台风的形成就是基于这一原则。地球的旋转驱动大气旋转。如果大气旋转时受到切向力,很容易形成台风,而北半球和南半球台风的旋转方向不同。科里奥利力的原理用一个形象隐喻来解释。



具体来说,陀螺仪是圆形中轴的组合。事实上,静态陀螺仪与运动陀螺仪本身没有什么不同。如果静态陀螺仪本身是绝对平衡的,抛出外部因素陀螺仪可以在不旋转的情况下站立。如果陀螺仪本身的尺寸不平衡,则会导致陀螺仪模型在静态下倾斜和坠落。因此,不平衡的陀螺仪必须依靠旋转来保持平衡。

由于引力的影响,陀螺仪本身与重力有关,由于重力的影响,不平衡的陀螺仪,重轻端会向上运行。在重力场中,重物的下降速度需要时间。当物体的坠落速度远远低于陀螺仪本身的旋转速度时,会导致陀螺仪的焦点。在旋转过程中,陀螺仪本身的平衡会不断改变,并形成一个向上旋转的速度方向。当然,如果陀螺仪过于偏重,陀螺仪本身的左右互作力也会失效。

而且在旋转过程中,如果陀螺仪遇到外力造成的,陀螺仪转轮的某一点受力。陀螺仪会立即倾斜,如果陀螺仪受力点的势能低于陀螺仪的旋转速度,则受力点会因陀螺仪的倾斜而倾斜。在旋转的推动下,陀螺仪的受力点将从斜下角滑动到斜上角。陀螺仪受力点的势能在向斜上角运行时仍在向下运行。因此,当陀螺仪到达斜上角时,受力点的剩余势能将在斜上角向下推动。

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