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陀螺仪的前世今生

陀螺仪的前世今生

  • 分类:新闻资讯
  • 作者:开拓导控
  • 来源:
  • 发布时间:2022-08-19
  • 访问量:0

【概要描述】

陀螺仪的前世今生

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       陀螺仪是一种古老而富有生命力的仪器,从第一台真正实用的陀螺仪问世至今,吸引了很多顶尖科学家对它进行研究。这是由于陀螺自身特性决定的。陀螺仪最主要的特性是定轴性(inertiaorrigrdity)和进动性(precession),这两种特性建立在角动量守恒原则下。

 

一、历史悠久的陀螺玩具

 

       陀螺的特性很早就被人们所发现,并做成玩具。1926年在山西夏县西阴村仰韶文化遗址出土了一个陶制的小陀螺,说明陀螺在我国至少有四五千年的历史。宋朝时,嫔妃宫女中流行一种叫做“千千”的游戏,这是一种类似手捻陀螺的贵族游戏。“千千”是一种针形物体,约三公分长,放在象牙做的圆盘中,手捻使其旋转,谁的千千转得时间长,谁就是胜者,这是早期的手旋陀螺。

 

二、陀螺仪名字的由来

 

       陀螺仪的名字有着悠久的历史。据考证,陀螺仪是在1850年,由法国物理学家莱昂 傅科(J.FOUCAULT)首先命名的。他在研究地球自转时,发现高速旋转中地的转子(rotor),由于它具有惯性,它的旋转轴永远指向一个固定方向,因此傅科用希腊字gyro(旋转)和skopein(看)两个字合为gyroscopei一字来命名该仪器,这就是陀螺仪名字的由来。

 

       其中,中间金色的转子即为陀螺,周边的三个“钢圈”则会因为设备的改变姿态而跟着改变,通过这样来检测设备当前的状态,而这三个“钢圈”所在的轴,也就是三轴陀螺仪里面的“三轴”,即X轴、y轴、Z轴,三个轴围成的立体空间联合检测各种动作,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。因此一开始,陀螺仪的最主要的作用在于可以测量角速度。

 

三、现代陀螺仪意义重大

 

       传统的惯性陀螺仪主要是机械式的陀螺仪。它结构复杂,对工艺结构的要求非常高,精度受到了很多方面的制约。随着技术进步,现代陀螺仪的发展已经进入了一个全新的阶段。

 

       现代陀螺仪是一种能够精准确定运动物体方位的仪器,它是现代航空,航海,航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器。它的发展对一个国家的科技、工业、国防的发展具有十分重要的战略意义。

 

       陀螺仪最早是用于航海导航,随着科学技术的发展,它在航空、航天及军事领域中得到广泛的应用。

 

       现代陀螺仪不仅可以指示方向,更重要的是它可以作为自动控制系统中的一个敏感元件提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度、姿态、航向等众多信息,可以控制飞机、舰船或航天飞机等航行体按一定的航线飞行;在导弹、卫星运载器或空间探测火箭等航行体的制导中,则直接利用这些信号完成航行体的姿态控制和轨道控制。

 

       作为稳定器,陀螺仪能使列车在单轨上行驶,能减小船舶在风浪中的摇摆,能使安装在飞机或卫星上的照相机相对地面稳定等等。作为精密测试仪器,陀螺仪能够为地面设施、矿山隧道、地下铁路、石油钻探以及导弹发射井等提供准确的方位基准。由此可见,陀螺仪的应用范围是相当广泛的,它在现代化的国防建设和国民经济建设中均占重要的地位。

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