陀螺仪的进动性 - 范文中心

陀螺仪的进动性

02/12

陀螺是一个既能绕自转轴高速旋转,又能够绕其它轴旋转的物体。利用陀螺的特性制作的测量装置就是陀螺仪。能够绕2个轴旋转的陀螺称为二自由度陀螺,能够绕3个轴旋转的陀螺称为三自由度陀螺。利用陀螺的特性制作的测量仪器(或装置)就称为陀螺仪。

不论是二自由度陀螺,还是三自由度陀螺,都有一个重要的特性——进动性。

一、 定义

所谓“进动性”,就是当陀螺转子以高速旋转时,如果施加的外力矩是沿着除自转轴以外的其它轴向,陀螺并不顺着外力矩的方向运动,其转动角速度方向与外力矩作用方向互相垂直,这种特性,叫做陀螺仪的进动性。例如:对于三自由度陀螺来说,若外力矩绕外环轴作用,陀螺仪将绕内环轴转动;若外力矩绕内环轴作用,陀螺仪将绕外环轴转动。对于二自由度陀螺(没有外框)来说,当强迫其绕第三轴(假想的外框轴)运动时,则陀螺将绕内框轴转动。

二、 进动规律

1. 进动方向

进动角速度的方向取决于转子动量矩H 的方向(与转子自转角速度矢量方向一致) 和外力矩M 的方向, 而且是动量矩矢量以最短的路径追赶外力矩。这是三自由度陀螺的情况,如右图。

这可用右手定则判定。即伸直右手,大拇指与食指垂直,手指顺着自转轴的方向,手掌朝外力矩的正方向,然后手掌与4指弯曲握拳,则大拇指的方向就是进动角速度的方向。

对于二自由度陀螺来说,进动角速度的方向也可用右手定则判定。即伸直右手,大拇指与食指垂直,手指顺着自转轴的方向,手掌朝强迫转动的角速度矢量的正方向,然后手掌与4指弯曲握拳,则大拇指的方向就是进动角速度的方向。

2. 进动角速度

对于三自由度陀螺来说,进动角速度的大小取决于转子动量矩H 的大小和外力矩M 的大小。其计算式为 =M/H。 即外力矩愈大,其进动角速度也愈大;转子的转动惯量愈大,进动角速度愈小;转子的角速度愈大,进动角速度愈小。

对于二自由度陀螺来说,其进动角速度的大小取决于转子动量矩H 的大小和强迫转动角速度的大小。

三、 进动性的应用

对于三自由度陀螺来说,利用其进动性,可对自转轴的漂移进行修正或跟踪等;对于二自由度陀螺来说,利用其进动性,可测量运动物体的角速度或角加速度。这些也都广泛地应用于航空、航天、航海等领域。


相关内容

  • 大学物理演示实验报告
    实验一 锥体上滚 [实验目的]: 1.通过观察与思考双锥体沿斜面轨道上滚的现象,使学生加深了解在重力场中物体总是以降低重心,趋于稳定的运动规律. 2.说明物体具有从势能高的位置向势能低的位置运动的趋势,同时说明物体势能和动能的相互转换. [ ...
  • 粒子磁矩及[磁矩定理]
    粒子磁矩及[磁矩定理] 发布时间:2011-07-26 来源:应届毕业生求职网 粒子磁矩及[磁矩定理] 提要 粒子磁矩目前只能试验测量不能理论计算.本文大量研究,总结出Ⅳ条粒子[磁矩定理].计算表明,[磁矩定理]对所有粒子(含微观粒子.宏观 ...
  • 陀螺管理法
    徐幼东2010-8-12 一.卡尔松的倒金字塔管理法 70年代末瑞典的北欧航空公司总裁卡尔松提出了倒金字塔管理法,卡尔松认为,人人都想知道并感觉到他是别人需要的人,人人都希望被作为个体来对待,给予一些人以承担责任的自由,可以释放出隐藏在他们 ...
  • 差之毫厘谬之千里 为何iPhone 5S陀螺仪如此神经质?
    日期:2013-10-18 07:54:59作者:灰触来源:爱活网评论(7) 在几个星期前,有报道确认,iPhone 5S的动作感应器极度敏感,甚至就放着不动,在一些重力感应的游戏里面你也会看到有动作.有一些开发者深入研究了一个问题,发现这 ...
  • 波谱分析课程论文成绩表
    赣南师范学院2011-2012学年第一学期 <波谱分析>课程论文 班级: 09材化 学号: 090908015 姓名: 宋心明 指导教师: 成绩: 核磁共振波谱法 化学化工学院 09材料化学 090908015 宋心明 摘要:核 ...
  • 小学科技工作计划
    乌市第七十小学科技口工作计划 2014-2015学年第二学期 一.指导思想 认真贯彻落实<国家中长时间科学和技术发展规划纲要>和<全民科学素质行动计划纲要>,以课程改革为契机,落实科学发展观,加大学生科技教育力度,努 ...
  • 电子设计大赛设计报告
    2012年福建省大学生电子设计竞赛 指导教师:林惠君 吴建宁 连桂仁 自平衡小车系统 摘要 我们采用模块化设计的方法,设计了一款基于STC12C5A60S2单片机的自平衡小车系统,实现了题目中的基本要求和发挥部分的全部内容. 本系统基于ST ...
  • 首届"华漕杯"中外小学生民族民间体育游戏项目
    "闵小杯"闵行区第二届小学生民间体育游戏比赛 内容与规则 一. 创意性项目: 1.参赛对象:小学各年级学生 2.报名人数:每一项目8-12人(男女不限) 3.时 间:5分钟内完成 4.器 材:自备 5.场地大小:一个篮球 ...
  • "单元整合·群文阅读"五年级下册第二组"童年"教学设计小学语文·人民教育出版社·课程教材研究所
    "单元整合·群文阅读"五年级下册第二组"童年"教学设计小学语文·人民教育出版社·课程教材研究所当前位置:首页>>小学语文>>教师中心>>人教网研>>&q ...
  • [苍蝇]阅读答案
    <苍蝇>阅读答案 原文: 人人喊打的苍蝇却为人类做出了不小的贡献. 苍蝇无鼻子,然而它的嗅觉却十分灵敏.原来,在苍蝇头部有一对触角就是苍蝇的"鼻子"--嗅觉感受器,每个"鼻子"只有一个&q ...