陀螺仪的两个重要特性：定轴性当转子

1、陀螺仪原理

陀螺仪是一种用于感知和保持方向的装置。 它是根据角动量不朽的理论设计的。 一旦陀螺仪开始旋转，由于轮子的角动量，它就会倾向于抵抗方向的变化。

通俗地说，旋转物体的旋转轴所指向的方向不会改变，除非受到外力的影响。 如果你玩过陀螺，你就会知道角速度的方向，当旋转的陀螺遇到外力时，它的轴线方向不会随着外力的方向而改变。 我们在骑自行车时实际上也运用了这个原理。车轮转得越快，就越不容易摔倒，因为车轴有一个力使其保持水平。

根据这个原理，人们用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。 然后他们使用各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。

2. 陀螺仪的基本组成部分包括

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式，使陀螺转子绕旋转轴高速旋转，其转速近似恒定）。

2、内、外框架（或称内、外环，是使陀螺仪的旋转轴获得所需的角旋转自由度的结构）。

3、附件（指力矩电机、信号传感器等）。

3.陀螺仪的两个重要特性

陀螺仪有两个非常重要的基本特性：一是轴固定，二是进动。 这两个特性都是基于角动量守恒原理。

1. 固定轴

当陀螺仪转子高速旋转时，在没有任何外力矩作用于陀螺仪的情况下，陀螺仪旋转轴在惯性空间中的方向保持稳定，即指向固定方向； 同时，它可以抵抗转子轴向的任何变化。 的力量。 这种物理现象称为陀螺仪的轴性或稳定性。

其稳定性随以下物理量的变化而变化：

①. 转子的转动惯量越大，稳定性越好；

②. 转子角速度越大，稳定性越好。

所谓“转动惯量”是描述刚体转动时惯性的物理量。 当相同的力矩作用于绕固定轴旋转的两个不同刚体时，它们获得的角速度一般是不同的。 惯性矩大的刚体获得较小的角速度，即保持原来旋转状态的惯性。 反之，转动惯量小的刚体获得的角速度就大，即维持原来转动状态的惯量就小。

2.进动

当转子高速旋转时，如果外环轴上作用有外部扭矩，陀螺仪将绕内环轴旋转； 如果外部扭矩作用在内环轴上，陀螺仪将绕外环轴旋转。 其旋转角速度的方向垂直于外部扭矩作用的方向。 这种特性称为陀螺仪的进动。

进动的大小由三个因素决定：

①. 外力越大，进动角速度越大；

②. 转子的转动惯量越大，进动角速度越小；

③. 转子的角速度越大，进动角速度越小。

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