陀螺定向原理(陀螺定向精度)

陀螺仪问题？

对中整平会出现气泡偏，气泡偏的确认方法：

陀螺仪（gyroscope）用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的也称陀螺仪。应用学科：船舶工程（一级学科）；船舶通信导航（二级学科）

陀螺定向原理(陀螺定向精度)

陀螺定向原理(陀螺定向精度)

且则新动量矩矢将偏转一个小角

冲击还使转子轴的方向产生同一数量级的改变，但新的角速度方向已和新的动量矩方向不一致。冲击后，转子轴将紧靠新动量矩L+△L的方向作微幅高频的抖动（章动），其幅度与ω成反比，而频率则与ω成正比。由于ω很大，这种抖动实际上是不易察觉的，所以可认为冲击并未明显改变转子轴的方向，即高速自转均衡陀螺仪的转子轴具有抗冲击的能力，这种特性称为定轴性。但是，如果转子没有自转，那么任何微小冲击将使转子轴获得角速度，而此后将按这个方向无限制地偏离下去。

如果沿内环轴持久地施加外力矩M，由于存在自转动量矩L，转子不会沿M方向绕内环轴转动，而绕十字交叉轴（即外环轴）以某一角速度Ω持久地转动（旋进），如图2。由动量矩定理可以证明，旋进角速度Ω的大小反比于自转角速度ω的大小，即

式中θ为ω和Ω的交角。其次，由作用与反作用定律可知，转子对外力矩M的施加者有反作用力矩K=－M。这个力矩称为陀螺反抗力矩或陀螺力矩，其大小为：

K=ΩL sinθ=IωΩ sinθ=M，

方向与M相反。K是科里奥利（惯性）力的矩。陀螺仪转子还有其他惯性力矩。当旋进非匀速时，角加速度和转子对旋进轴的转动惯量的乘积冠以负号，称为单轴转动惯性力矩，它和陀螺力矩的大小属同一数量级。

图3 在外力矩作用下内外环的运动

陀螺运动的近似微分方程组 用A表示转子连同内、外环一起对外环轴的转动惯量，A表示转子连同内环对内环轴的转动惯量。α、β分别是外环和内环的转角，且β由两环相垂直的位置（标记为N）算起（图3），当外力矩引起的内、外环旋进角速度

其他惯性力矩都是

的二阶或更高阶小项，因而都可以不计。

由达朗伯原理可以立即写出陀螺仪转子轴绕外环和内环旋进的近似微分方程组：

绕转子轴的自转角速度（ω+sinβ）由外力矩维持不变。

式（2）可以看成转子-内环纽合体相对于外环的转动方程。如果外环不转，即

则就是按牛顿定律形式直接写出的转动方程。现在由于环转动而增加了修正项

此陀螺力矩对转子的相对运动有表观作用。可以看出，在此相对运动中，陀螺力矩有使自转轴按最短途径向旋进轴转动的趋势。

这个力矩是转子给予内环的惯性反抗，因此，对于转子-内环-外环的组合来说，就和外力矩一样（惯性力不服从作用反作用定律，转子本身不因这个陀螺力矩而又受到反作用）（见动静法）。

上述近似理论足以解释高速自转陀螺仪的全部动力学特性。地球作为一个陀螺，它的姿态摄动也可以由此得到说明（见刚体定点转动解法）。

原理

陀螺仪的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫做陀螺仪。陀螺仪在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。

在现实生活中，陀螺仪发生的进给运动是在重力力矩的作用下发生的。

特性

陀螺仪被广泛用于航空、航天和航海领域。这是由于它的两个基本特性：一为定轴性（inertia or rigidity），另一是进动性（precession），这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。

当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在全部回答都没有答到点上。惯性空间中的指向保持稳定不变，即指向一个固定的方向；同时反抗任何改变转子轴向的力量。这种物理现象称为陀螺仪的定轴性或稳定性。其稳定性随以下的物理量而改变：

陀螺仪图册

1.转子的转动惯量愈大，稳定性愈好；

2.转子角速度愈大，稳定性愈好。

所谓的“转动惯量”，是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量。当以相同的力矩分别作用于两个绕定轴转动的不同刚体时，它们所获得太空授课是航天员进行的一项科普活动，旨在向全国中小学生展示太空科学知识和实验。2018年4月23日，航天员王亚平在天宫二号空间站进行了次太空授课，展示了以下几个实验：的角速度一般是不一样的，转动惯量大的刚体所获得的角速度小，也就是保持原有转动状态的惯性大；反之，转动惯量小的刚体所获得的角速度大，也就是保持原有转动状态的惯性小。

进动性

进动方向图册

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。

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,其计算式为进动角速度ω=M/H。

进动性的大小也有三个影响的因素：

1.外界作用力愈大，其进动角速度也愈大；

3.转子的角速度愈大，进动角速度愈小。

陀螺仪是怎样的？小小的它为何能为飞机导航？

经纬仪陀螺是有一定重量的。当把它竖在平地上时，因为重力和支点的作用力组成了一个力偶，所以只要稍有倾斜就会翻倒。但若使它高速旋转起来，虽然也受到了力偶的作用，但它不仅不会翻倒，还会围绕垂直轴作圆锥运动。是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向。经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度。经纬仪是一种测角仪器，它配备照准部、水平度盘和读数的指标、竖直度盘和读数的指标。

陀螺仪是用于感应和保持方向的装备，其设计在于角动力不会熄灭的理论，一旦陀螺仪旋转，陀由于车轮的搅动力，陀螺仪倾向于低抗方向变化，它的旋转轴是固定一个方向的。

陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。这是因为在高速旋转下，陀螺仪的转轴稳定的指向固定方向，将此方向与飞行器的轴心比对后，就可以原因二：摩擦力，陀螺的结构及工作特点。由于陀螺的尖端是一个近似的圆球形，当陀螺在旋转时向A方倾倒时，尖端的球面的A侧将和支撑面接触摩擦，这将导致陀螺的尖端向倾倒的方向运动。证据：长脚的陀螺可以在比较粗糙的平面上平稳的旋转，但是在光滑的玻璃面上将不停的跳动，以获取更多的摩擦力，如果在玻璃面上涂润滑油，它不但不能运转的平稳反而更艰难。得到飞机的正确方向。

太空授课做了哪些实验

这是什么道理呢?原来，陀螺在旋转的时候，不但围绕本身的轴线转动，而且还围绕一个垂直轴作锥形运动。也就是说，陀螺一面围绕本身的轴线作“自转”，一面围绕垂直轴作“公转”。陀螺围绕自身轴线作“自转”运动速度的快慢，决定着陀螺摆动角的大小。转得越慢，摆动角越大，稳定性越；转得越快，摆动角越小，因而稳定性也就越好。这和人们骑自行车的道理不多。其中不同的是，一个是作直线运动，一个是作圆锥形的曲线运动。陀螺高速自转时，在重力偶作用下，不沿力偶方向翻倒，而绕道支点的垂直轴作圆锥运动的现象，就是陀螺原理。

1. 失重下的物理实验：王亚平展示了失重状态下的物理实验，包括水珠翻转、水球变大、牛奶倒流等实验，向学生们展示了失重状态下的物理现象。

测量时，将经纬仪安置在三脚架上，用垂球或光学对点器将仪器中心对准地面测站点上，用水准器将仪器定平，用望远镜瞄准测量目标，用水平度盘和竖直度盘测定水平角和竖直角。按精度分为精密经纬仪和普通经纬仪。

2. 植物生长实验：王亚平向学生们展示了在太空中种植的水稻、小麦和玉米等植物的生长情况，并介绍了太空中的植物生长条件和实验过程。

3. 太空食品实验：王亚平向学放线得有点，整平对点上，才能测量，放线。生们展示了在太空中制作的太空食品，包括太空蛋糕和太空面条等，介绍了太空食品的制作过程和营养成分。

4. 太空实验室实验：王亚平向学生们展示了在太空实验室中进行的一些实验，包括离心机、光学显微镜和气凝胶等实验，让学生们了解太空中的科学实验和研究。

陀螺的问题

2.转子的转动惯量愈大，进动角速度愈小；

陀螺原理与螺旋膛从而式（2）就和转子无自转时的单轴转动微分方程一样-式（1）可用来确定外力矩M，它等于陀螺力矩线

那么，陀螺原理与螺旋膛线有什么关系呢?

弹丸在膛线的作用下旋转，这与高速旋转的陀螺运动原理是一样的。弹轴相当于陀螺轴，弹道切线相当于垂直轴，弹丸飞行中的章动角相当于陀螺的摆动角，弹丸的质心相当于陀螺支点，空气作用于弹丸上的翻转力矩相当于陀螺的重力偶矩。当弹丸在膛内运动时，膛线就迫使它高速旋转，并且在翻转力偶矩的作用下，除自转外，还以其质心为中心绕弹道切线作圆锥运动，使弹轴与弹道切线始终保持很小的摆动角，(弹道学上称为章动角)而不至于翻倒，从而保证了弹丸的稳定飞行。

倘若膛线磨损，弹丸得不到应有的旋速，再加上初速下降，弹丸飞行的稳定式（1）中也出现了陀螺力矩性就会受到影响。另外，膛线崩落，膛线碰伤以及弹丸表面碰伤等，也都会使弹丸在飞行时失去稳定性。弹丸飞行不稳定，就会使射弹散布增大，甚至产生横弹孔和椭圆弹孔，影响武器的性能。

原理一：转动惯量，即旋转具有稳定性。

陀螺有定向性,转速越快,定向性越强

作经纬仪,对中整平的目的是什么?

经纬仪可以进行点位的竖向传递。

确认方法对中的目的就是安置仪器使其中心和测站点标志位于同一条铅垂线上。可以利用垂球对中或光学对点器对中。整平的目的就是通过调节水准管气泡使仪器竖轴处于铅垂位置。：

对中整平肯定的为了测量的准确性，减少误呀！

1、架设：将仪器架设到稳固的三脚架上，旋紧中心螺旋。

2、粗平：看圆气泡(精度相对较低，一般为1分)，分别旋转仪器的3个脚螺旋将仪器大致整平。

3、精平同时进行检验：使仪器照准部上的管状水准器(或者称长气泡管)平行于住意一对脚螺旋，旋转两脚螺旋使气泡居中；然后，将照准部旋转180°，此时若气泡仍然居中，则管状水准器轴垂直于竖轴(长气泡管没有问题)。如气泡不居中，就需要校正。

扩展资料对中的目的：

整平的目的就是通过调节水准管气泡使仪器竖轴处于铅垂位置，减少误。

按读数设备可分为光学经纬仪和游标经纬仪；按轴系构造分为复测经纬仪和方向经纬仪。

此外，有可自动按编码穿孔记录度盘读数的编码度盘经纬仪；可连续自动瞄准空中目标的自动跟踪经纬仪；利用陀螺定向原理迅速测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪。

经纬仪最初的发明与航海有着密切的关系。在十五 十六世纪，英国、法国等一些发达，因为航海和的原因，需要绘制各种地图、海图。

最早绘制地图使用的是三角测量法，就是根据两个已知点上的观测结果，求出远处第三点的位置,但由于没有合适的仪器，导致角度测量手段有限，精度不高，由此绘制出的地形图精度也不高。

经纬仪的发明，提高了角度的观测精度，同时简化了测量和计算的过程，为绘制地图提供了更的数据。后来经纬仪被广泛地使用于各项工程建设的测量上。

2、整平——使仪器的竖轴竖直，即水平度盘水平。

1、架设：将仪器架设到稳固的三脚架上，旋紧中心螺旋。

2、粗平：看圆气泡(精度相对较低，一般为1分)，分别旋转仪器的3个脚螺旋将仪器大致整平。

3、精平同时进行检验：使仪器照准部上的管状水准器(或者称长气泡管)平行于住意一对脚螺旋，旋转两脚螺旋使气泡居中；然后，将照准部旋转180°，此时若气泡仍然居中，则管状水准器轴垂直于竖轴(长气泡管没有问题)。如气泡不居中，就需要校正。

1、对中——使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。（垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对 中）

2、整平——使仪器的竖轴竖直。即水平度盘水平。

照准部水准管气泡居中

陀螺仪如何在地质钻井上使用？陀螺仪的使用实例！谢谢

大家都有这样的体会，投掷时，如果用力不当，出手后就会摇摇晃晃甚至翻跟斗。不仅影响命中精度，而且会大大缩短投掷距离。用枪炮发射的弹丸也是这样。早期的枪炮都是没有膛线的，因而射击距离近、精度。自从17世纪有了膛线之后，射击的距离和精度才有了明显的提高。

我尽量还绕着另一个固定的转轴不停地旋转，简单说。

陀螺仪实际上是一个旋转中的陀螺，旋转的陀螺有个特点就是稳定，旋转的轴指向稳定，2、照准部，照准部是经纬仪的主要部件。不易改变（骑行的自行车不会倒，而停住的自行车会倒，就是这个道理）。

利用这个特性，就可以用在飞机，上保持航向，如果偏航了，根据惯性定律，陀螺仪的轴就会和原来的状态偏转一个角度，出现这个角度，我们就知道偏航了。同理，用在钻井或打隧道上，也可以保持前进方向。当然，现在更先进的技术是使用GPS，全球技术。

陀螺仪在身边最常见的应用是手机，没想到吧，什么重力感应功能，加速感应功能的手机，其实就是陀螺仪。安装在手机上，利用它的稳定特性可以敏感的感受到手机姿态的变化，然后提示手机做出相应的变化，比如横屏改竖屏啦，游戏拐弯啦，等等。

J6和J2经纬仪有何异同点？

粗略整平可安置经纬仪时挪动架腿，使圆水准器气泡居中；整平则是按 “左手法则”旋转脚螺旋使照准部水准管气泡居中。

这两个都是光学倒像经纬仪整平的目的是使仪器的竖轴铅垂 水平度盘水平，但精度不一样

扩展资料：

J2 精度比J6高一些 是2秒

的不同就是测角精度的不同，J6的测角精度是6〃，而J2的测角精度是2〃

空间陀螺仪指向太阳的问题?

陀螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会1、对中——使仪器的中心和测站点的标志中心在同一铅垂线上。（垂球对中、光学对点器对中、强制对中、激光对中。）一直稳定指向一个方向的性质，所制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大(也可以说是角动量要够大)。不然，只要一个很小的力矩，就会影响到它的稳定性。

空间站上的陀螺仪是靠旋转产生的惯性来保持和稳定方向的，至于有多少个陀螺仪就看需要而定的，还有空间站是经常变换飞行的角度的，不一定是指向太阳。（还有的空间站不是在2001年就没了吗?)

当转子对自转轴的转动惯量为I，自转角速度为ω时，则转子的自转动量矩为L=Iω。假定支架轴承都光滑，基座不能通过这些轴承把外力矩传给转子，且内、外两框环的质量可忽略不计。于是，由动量矩守恒可知，均衡陀螺仪的转子轴将能借惯性而在惯性空间保持不变方向。假如用某种方式给转子以冲击性外力矩，使动量矩L获得横向增量

陀螺仪功能

随着人类技术的不断发展，陀螺仪逐渐成为各界应用领域中不可缺少的一项重要技术。陀螺仪可以实现自动转向控制、姿态测量、空间定向等功能，广泛应用于导航、航空、军事、船舶、汽车等领域。

陀螺仪是一种以陀螺原理为基础设计的旋转仪器，用于检测旋转运动的方向和速度。因其精度高、反应迅速、可靠性强，被广泛应用于工业、军事、科学研究等领域。陀螺仪根据其使用领域的不同，可以分为电子陀螺仪、MEMS陀螺仪、纳秒陀螺仪、光波陀螺仪等多种类型。

1.自动转向控制：陀螺仪利用其本身的惯性能力，可以进行自动转向控制，实现对2.飞行器导航：在飞机、直升机等飞行器导航过程中，陀螺仪可以实现对于飞机的空间定位控制和姿态控制，保证飞行安全性。船舶、飞机等运行轨迹的控制。

2.姿态测量：陀螺仪可以实现对物体的姿态测量，例如航天器、等，在进入大气层前需要借助陀螺仪实现姿态调整。

3.空间定向：陀螺仪可以进行空间定向3、利用陀螺定向原理迅速测定地面点方位的陀螺经纬仪和激光经纬仪；具有经纬仪、子午仪和天顶仪三种作用的供天文观测的全能经纬仪；将摄影机与经纬仪结合一起供地面摄影测量用的摄影经纬仪等。，利用其对于三维空间旋转的探测能力，提供相应的三维空间姿态信息。

4.测量：陀螺仪可以实现高精度的角速度测量，通过陀螺仪传感器的输出，可以测量出运动状态下的旋转速度和方向。

陀螺仪的工作原理基于角动量守恒定律，通过旋转陀螺子体实现对于角速度的检测。随着陀螺子体的旋转，陀螺自身具有的角动量矢量也会保持不变，而在其他方向上的角动量矢量则会受到旋转力的作用而发生变化。通过检测这太空授课是一项非常有意义的科普活动，通过太空科学知识的普及和实验展示，可以激发学生们对科学的兴趣和热爱，提高他们的科学素养和创新能力。一变化，可以实现对角速度的测量。

1.船舶导航：陀螺罗经是船舶导航中一种重要的定位设备，通过利用陀螺仪测量船舶相对于地球表面的方向和角度，实现了的航向控制。