慣性傳感器及發(fā)展概述(完整版)
【正文】 JssMHsJJsHsyyxxyyx022022)()()(?? 設(shè) Jx = Jy = Je，并令 ω 02 =H / (Jx 陀螺漂移率 hrradHM y /???漂移的角度 度分分度 )(1)/( ????? tHM y?章動(dòng)振幅 角秒322 00 14 ????? radH MJ ye章動(dòng)頻率 HzradJHe397sec/2500410000 ??????常值干擾力矩的產(chǎn)生原因及影響 二自由度陀螺 正弦響應(yīng)：輸入輸出 如果外加力矩方向不斷改變，大致可以用簡諧函數(shù)描述 tMtM aoxx ?si n)(1 ? 221)(aaoxx sMsM?????初始條件都為零時(shí)，陀螺頻域輸出響應(yīng)為： ???????????????))(()())(()(22222222ayxaoxayxaoxysHsJJsHMssHsJJMJs??????令 ω 02 = H2 / (Jx ?優(yōu)點(diǎn) ：成本低 、 體積小重量輕 。 超高真空 ?靜電陀螺優(yōu)點(diǎn) ： 精度高 ， 真正的自由轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)簡單 ， 可靠性高 ?應(yīng)用 ：戰(zhàn)略武器 、 火箭 ?缺點(diǎn) ：工藝 復(fù)雜 發(fā)展概況 發(fā)展階段 ?1952年提出 ?1970s初期 （ 0/h） ?1970s中期 （ 0/h） ?1970s末期進(jìn)入實(shí)用 ?1995年 （ 0/h） ?04年斯坦福大學(xué) 1011（ 0/h） 主要研制機(jī)構(gòu) ： ?1950s后期，美國 Honeywell和 Autoics開始研制 ?從 1960s 末到 1980s，法國、英國、前蘇聯(lián)、中國也相繼展開靜電陀螺的研制 結(jié)構(gòu)組成：總述 ?球形轉(zhuǎn)子 ?陶瓷球腔 ?凹形球面電極 高電壓 /小間隙 /強(qiáng)電場 /懸浮 /控制回路穩(wěn)定 ?驅(qū)動(dòng)線圈 ：轉(zhuǎn)子起旋 ?定中線圈 ：轉(zhuǎn)子軸對準(zhǔn) ?鈦離子泵 ：抽真空 ?光電傳感 ：讀取角度 振動(dòng)陀螺 振動(dòng)陀螺儀 概述 機(jī)械陀螺：基于牛頓力學(xué)原理 ? 轉(zhuǎn)子陀螺：三浮 、 靜電 ， 制造工藝復(fù)雜 、 成本高 ? 振動(dòng) 陀螺： 原理 ：利用高頻振動(dòng)的質(zhì)量在被基座帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的苛氏加速度 特點(diǎn) ：結(jié)構(gòu)簡單 、 體積小 、 重量輕 、 可靠性高 、 承載能力大 、 性能穩(wěn)定 、 成本低 發(fā)展 ： 1940s50s， 美國研制音叉陀螺 ?1960s 美國壓電振動(dòng)陀螺（通用） ?1970s后 ， 美國研制殼體諧振陀螺 ?1980s初 ， 大規(guī)模集成電路工藝 ， 研制微型振動(dòng)陀螺 （ Sperry， Draper） 精度 ： ?音叉 、 壓電 、 微機(jī)械：精度較低 （ 戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈 、 車輛 、 坦克 、雷達(dá) ） ?殼體諧振陀螺：精度較高 ，可達(dá)慣性級(jí) ， 是光學(xué)陀螺儀的競爭者 。 厘米 厘米 sinθ） 進(jìn)動(dòng)角速度大小與外力矩的大小成正比 ， 與轉(zhuǎn)子的動(dòng)量矩的大小成反比 。 陀螺動(dòng)力效應(yīng)：陀螺力矩 外加力矩 HM ?? ?陀螺力矩 (Gyro Torque)：反作用力矩 ?? ????? HHg陀螺力矩的方向判斷 陀螺力矩的作用對象 陀螺動(dòng)力（穩(wěn)定）效應(yīng)，對外框架有效 陀螺動(dòng)力（穩(wěn)定）效應(yīng)，對內(nèi)框架無效 定軸性；漂移、章動(dòng) ?二自由度陀螺儀 的定軸性 二自由度陀螺儀具有抵抗干擾力矩，力圖保持其自轉(zhuǎn)軸相對慣性空間方位不變的特性（定軸性、或穩(wěn)定性）。 秒 2， H = 5160
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