發布日期：2022-05-29 點擊率：56
陀螺儀是慣性器件之一，由于陀螺在任何環境下都具有自主導航能力的特性，自問世以來，就引起人們極大關注，被廣泛運用于航海、航空、航天、軍事等領域。電動陀螺儀便是電驅動的陀螺儀。
陀螺儀原理
高速旋轉的物體的旋轉軸，對于改變其方向的外力作用有趨向于垂直方向的傾向。而且，旋轉物體在橫向傾斜時，重力會向增加傾斜的方向作用，而軸則向垂直方向運動，就產生了搖頭的運動(歲差運動)。當陀螺經緯儀的陀螺旋轉軸以水平軸旋轉時，由于地球的旋轉而受到鉛直方向旋轉力，陀螺的旋轉體向水平面內的子午線方向產生歲差運動。當軸平行于子午線而靜止時可加以應用。
陀螺儀基本上就是運用物體高速旋轉時，角動量很大，旋轉軸會一直穩定指向一個方向的性質，所制造出來的定向儀器。不過它必需轉得夠快，或者慣量夠大(也可以說是角動量要夠大)。不然，只要一個很小的力矩，就會嚴重影響到它的穩定性。
用四個質點ABCD來表示邊上的區域，這個邊對于用圖來解釋陀螺儀的工作原理是很重要的。軸的底部被托住靜止但是能夠各個方向旋轉。當一個傾斜力作用在頂部的軸上的時候，質點A向上運動，質點C則向下運動，如
其中的子圖1。因為陀螺儀是順時針旋轉，在旋轉90度角之后，質點A將會到達質點B的位置。CD兩個質點的情況也是一樣的。子圖2中質點A當處于如圖的90度位置的時候會繼續向上運動，質點C也繼續向下。AC質點的組合將導致軸在子圖2所示的運動平面內運動。一個陀螺儀的軸在一個合適的角度上旋轉，在這種情況下，如果陀螺儀逆時針旋轉，軸將會在運動平面上向左運動。如果在順時針的情況中，傾斜力是一個推力而不是拉力的話，運動將會向左發生。在子圖3中，當陀螺儀旋轉了另一個90度的時候，質點C在質點A受力之前的位置。C質點的向下運動受到了傾斜力的阻礙并且軸不能在傾斜力平面上運動。傾斜力推軸的力量越大，當邊緣旋轉大約180度時，另一側的邊緣推動軸向回運動。
光電編碼器在電動陀螺儀中的作用
陀螺儀在工作過程中，可以通過實時測量火箭彈滾轉的角度來計算火箭彈的滾轉速度。初的框架式陀螺儀采用接觸電刷式角度傳感器來測量火箭的姿態角及其滾轉速度，但是接觸摩擦力對陀螺儀的影響很大，將使陀螺儀產生較大的漂移;后來采用了霍爾角度傳感器，雖然霍爾傳感器基本不產生摩擦，減小了漂移，但是霍爾傳感制造復雜，而且精度不高，不能準確的測出火箭的飛行姿態角以及滾轉速度。現在由于單片機的出現和空間技術的發展，出現了把軸角位置轉換成對應的數字代碼的無接觸傳感器也就是光電軸角編碼器。它用光電方法將軸角轉換成電壓信息，再經過電路處理為數字代碼形式。它又分為式和增量式兩種編碼器。其中增量式編碼器是將輸入軸角分為多個單位增量，敏感元件對這些增量響應。每當出現一個單位增量時，敏感元件就向計數器發出一個脈沖，計數器把這些脈沖累加起來，并以二-十進制數字碼的形式再由輸出端給出所需要的輸入角度的瞬時信息。由于發光元件和接收元件之間沒有任何摩擦，減小了陀螺儀的漂移，同時數字信號準確穩定，提高了檢測的可靠性。
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