陀螺儀工作原理ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-26 03:56 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 n //( si n )diddfvf f v cv c f f? ? ??????????＝?2 v 多普勒效應(yīng)的另一種解釋 輻射的波長因為 光源和觀測者的相對運動而產(chǎn)生變化 。 在運動的波源前面 ， 波被壓縮 ，波長變得較短 ， 頻率變得較高 (藍移 (blue shift))。 在運動的波源后面 ， 產(chǎn)生相反的效應(yīng) 。波長變得較長 ， 頻率變得較低 (紅移 (red shift))。 波源的速度越高 ， 所產(chǎn)生的效應(yīng)越大 。根據(jù)光波紅 /藍移的程度 ， 可以計算出波源循著觀測方向運動的速度 。 所有波動現(xiàn)象 (包括光波 ) 都存在多普勒效應(yīng) 。 多普勒測速儀的工作原理是利用相對運動的物體頻率的變化。電磁波的傳播同樣有多普勒特性。當(dāng)一個發(fā)出固定頻率的波的物體，相對于觀察地點有相對運動時，在觀察地點收到的頻率隨著它們的相對速度而變化即當(dāng) 物體向著觀察點接近時，波長就變短，頻率就變高；而遠離觀察點時，波長就變長，頻率就變低 ,這樣通過頻率的變化就能計算出衛(wèi)星的高度、速度和方位。若用此法連續(xù)測量，就可得到精確的衛(wèi)星實際軌道數(shù)據(jù)。 超聲多普勒法是怎樣測量血液流動的 ? 多普勒測速儀應(yīng)用實例 衛(wèi)星跟蹤測軌系統(tǒng) 利用多普勒效應(yīng)制成的儀器有激光多普勒測量儀、超聲多普勒測量儀等，具有 精度高、非接觸、 不擾亂流場、響應(yīng)快、空間分辨率高、使用方便 的特點，廣泛用于流速測量、工業(yè)中鋼板、鋁材測量、醫(yī)學(xué)中血液循環(huán)監(jiān)測、醫(yī)學(xué)診斷等。 非接觸測量可以克服由于機械磨損和打滑造成的測量誤差。 陀螺儀測角速度（ gyroscope ） 陀螺儀的基本功能是敏感角位移和角速度。在航空、航海、航天、兵器以及其它一些領(lǐng)域中，有著十分廣泛和重要的應(yīng)用。 在航空上，陀螺儀用來測量飛機的姿態(tài)角(俯仰角、橫滾角、航向角 )和角速度，成為飛行駕駛的重要儀表。飛行控制系統(tǒng)如自動駕駛儀和自動穩(wěn)定器，則是在測量出這些參數(shù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)對飛機的自動控制或穩(wěn)定，因而陀螺儀又是飛行控制系統(tǒng)的重要部件。 陀螺儀原理： 高速旋轉(zhuǎn)的剛體稱為陀螺。 二自由度陀螺作用原理：轉(zhuǎn)子 1裝在框架 2軸承中，并統(tǒng)其軸 2以很高轉(zhuǎn)速 旋轉(zhuǎn)，只一般為 12022～ 24000r／ min，甚至更高。這個轉(zhuǎn)速稱為陀螺轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)子軸 Z叫主軸，其正方與自轉(zhuǎn)角速度矢量方向一致。陀螺繞主軸轉(zhuǎn)動的角動量以 H表示。 Js為陀螺轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量 當(dāng)二自由度陀螺底座繞垂直于 X軸與 Z軸成 ?角的軸以角速度 ? 旋轉(zhuǎn)時．則將有陀螺力矩 Mg作用于框架上，陀螺力矩 Mg為： sHJ??s ingMH ???三自由度陀螺結(jié)構(gòu)原理如圖所示。三自由度陀螺具有以下主要特性： 1)定軸性 2)進動性 3)無慣性 (2)微分陀螺儀作用原理 圖中標(biāo)注直角坐標(biāo)系 Oxyz， X軸沿框架軸旋轉(zhuǎn)方向。 Y軸稱為陀螺儀的輸入軸。因為微分陀螺儀就是測量它的殼體繞 Y軸轉(zhuǎn)動的角速度 ?，故又稱為測量軸。 Z0的方向為主軸起始位置，即當(dāng) ?＝ 0時， Z軸應(yīng)與 Z0重合。 兩根彈簧應(yīng)調(diào)節(jié)得使主軸在起始位置時，彈簧作用于框架上的力矩為零。 X軸稱為輸出軸，因為具有角速度的殼體將引起框架繞 X軸轉(zhuǎn)動。 當(dāng)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，殼體以角速度 ?繞 Y軸轉(zhuǎn)動。根據(jù)二自由度陀螺特性，將產(chǎn)生陀螺力矩 Mg，使 H以最短途徑向 運動，從而將使轉(zhuǎn)子軸抬頭向上轉(zhuǎn)動，主軸將偏離起始位置 Z0軸。當(dāng)框架繞 X軸轉(zhuǎn)動時，彈簧將產(chǎn)生彈性力矩 My反抗陀螺力矩 Mg。只有在陀螺力矩和彈性力矩以及框架轉(zhuǎn)動而引起的摩擦力矩 Mf相平衡時，框架停止轉(zhuǎn)動。這時框架運動的角 ? 就反映了殼體 Y軸轉(zhuǎn)動的角速度 ? 。 3. 第二節(jié) 轉(zhuǎn)速測量 （ 1）測量原理： 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)由頻率式轉(zhuǎn)速傳感器、數(shù)字轉(zhuǎn)換電路和數(shù)字顯示器等部分組成。首先由傳感器把轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成頻率信號，再通過測量信號的頻率或
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