陀螺儀工作原理圖 陀螺儀的名稱來(lái)源 歷史悠久的陀螺儀名字來(lái)源。據(jù)考證，1850年法國(guó)物理學(xué)家萊昂·傅科（J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)了

陀螺儀工作原理圖

陀螺儀的名稱來(lái)源

歷史悠久的陀螺儀名字來(lái)源。據(jù)考證，1850年法國(guó)物理學(xué)家萊昂·傅科（J.Foucault）為了研究地球自轉(zhuǎn)，首先發(fā)現(xiàn)了中地轉(zhuǎn)子的高速旋轉(zhuǎn)（rotor），因?yàn)樗袘T性，它的旋轉(zhuǎn)軸總是指向一個(gè)固定的方向，所以傅科使用希臘語(yǔ) gyro（旋轉(zhuǎn)）和skopein(見(jiàn))兩字合為gyro scopei 一字命名儀器儀表。

最早的陀螺儀的簡(jiǎn)單制作方法如下：將高速旋轉(zhuǎn)的陀螺儀放在通用支架上，并根據(jù)陀螺儀的方向計(jì)算角速度。簡(jiǎn)單圖如下圖所示。

陀螺儀的名字由來(lái)？

其中，中間的金色轉(zhuǎn)子是陀螺儀，不會(huì)因慣性而受到影響。由于設(shè)備姿態(tài)的變化，周圍的三個(gè)鋼圈會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)這種方式，可以檢測(cè)設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。這三個(gè)鋼圈所在的軸，即三軸陀螺儀中的三軸，即X軸y軸、Z三軸包圍的三維空間聯(lián)合檢測(cè)各種動(dòng)作，然后用多種方法讀取軸指示的方向，并自動(dòng)將數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。所以起初，陀螺儀的主要功能是測(cè)量角速度。所以起初，陀螺儀的主要功能是測(cè)量角速度。

陀螺儀的基本組成

目前，從力學(xué)的角度來(lái)看，近似分析陀螺可以被視為剛體。剛體上有一個(gè)通用支點(diǎn)，陀螺儀可以繞著這個(gè)支點(diǎn)旋轉(zhuǎn)三個(gè)自由度。因此，陀螺儀的運(yùn)動(dòng)屬于剛體繞一個(gè)固定點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。更準(zhǔn)確地說(shuō)，繞對(duì)稱軸高速旋轉(zhuǎn)的飛輪轉(zhuǎn)子稱為陀螺儀。將陀螺安裝在框架裝置上，使陀螺的自轉(zhuǎn)軸具有角旋轉(zhuǎn)的自由度，這種裝置的整體稱為陀螺儀。

陀螺儀的基本部件包括：陀螺轉(zhuǎn)子（通常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)等拖動(dòng)方法，使陀螺轉(zhuǎn)子圍繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，其速度近似正常）；內(nèi)部和外部框架（或內(nèi)部和外環(huán)旋轉(zhuǎn)軸獲得所需角度旋轉(zhuǎn)自由度的結(jié)構(gòu)；附件（指扭矩電機(jī)、信號(hào)傳感器等）。

陀螺儀的工作原理

陀螺儀檢測(cè)到角速度。工作原理基于科里奧利力的原理：當(dāng)物體在坐標(biāo)系中直線移動(dòng)時(shí)，假設(shè)坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)，物體將感覺(jué)到垂直力和垂直加速度。

臺(tái)風(fēng)的形成就是基于這一原則。地球的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)大氣旋轉(zhuǎn)。如果大氣旋轉(zhuǎn)時(shí)受到切向力，很容易形成臺(tái)風(fēng)，而北半球和南半球臺(tái)風(fēng)的旋轉(zhuǎn)方向不同?？评飱W利力的原理用一個(gè)形象隱喻來(lái)解釋。

具體來(lái)說(shuō)，陀螺儀是圓形中軸的組合。事實(shí)上，靜態(tài)陀螺儀與運(yùn)動(dòng)陀螺儀本身沒(méi)有什么不同。如果靜態(tài)陀螺儀本身是絕對(duì)平衡的，拋出外部因素陀螺儀可以在不旋轉(zhuǎn)的情況下站立。如果陀螺儀本身的尺寸不平衡，則會(huì)導(dǎo)致陀螺儀模型在靜態(tài)下傾斜和墜落。因此，不平衡的陀螺儀必須依靠旋轉(zhuǎn)來(lái)保持平衡。

由于引力的影響，陀螺儀本身與重力有關(guān)，由于重力的影響，不平衡的陀螺儀，重輕端會(huì)向上運(yùn)行。在重力場(chǎng)中，重物的下降速度需要時(shí)間。當(dāng)物體的墜落速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于陀螺儀本身的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，會(huì)導(dǎo)致陀螺儀的焦點(diǎn)。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，陀螺儀本身的平衡會(huì)不斷改變，并形成一個(gè)向上旋轉(zhuǎn)的速度方向。當(dāng)然，如果陀螺儀過(guò)于偏重，陀螺儀本身的左右互作力也會(huì)失效。

而且在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果陀螺儀遇到外力造成的，陀螺儀轉(zhuǎn)輪的某一點(diǎn)受力。陀螺儀會(huì)立即傾斜，如果陀螺儀受力點(diǎn)的勢(shì)能低于陀螺儀的旋轉(zhuǎn)速度，則受力點(diǎn)會(huì)因陀螺儀的傾斜而傾斜。在旋轉(zhuǎn)的推動(dòng)下，陀螺儀的受力點(diǎn)將從斜下角滑動(dòng)到斜上角。陀螺儀受力點(diǎn)的勢(shì)能在向斜上角運(yùn)行時(shí)仍在向下運(yùn)行。因此，當(dāng)陀螺儀到達(dá)斜上角時(shí)，受力點(diǎn)的剩余勢(shì)能將在斜上角向下推動(dòng)。