本帖最后由 qbwww 于 2022-8-24 18:26 编辑
陀螺仪的原理是旋转物体的旋转轴在不受外力影响的情况下，其方向不会改变。根据这个原因，人们用它来保持方向。然后采用多种方法读取轴所指示的方向，并将数据信号自动传输到控制系统。我们骑自行车就利用了这一原则。车轮转得越快，越不容易，因为轮轴有维持水平的力。现代陀螺仪能够准确地确定运动物体的位置，在现代航空、导航、航天和国防工业中得到广泛的应用。常规惯性陀螺仪的主要部件是机械陀螺仪，而机械陀螺仪对工艺结构要求较高。70年代，现代光纤陀螺仪的基本思想被提出。80年代以后，光纤陀螺仪得到了迅速的发展，激光谐振陀螺仪也取得了很大的进步。光纤陀螺仪具有结构紧凑、灵敏度高、工作可靠等优点。在许多领域，光纤陀螺仪已经完全取代了传统的机械陀螺仪，成为现代导航仪器的关键部件。 对这种现象的解释很难直观地理解。它们对抗重力的能力是角动量的产物，角动量受到圆盘上扭矩的影响，就像重力一样，使旋转的圆盘或车轮产生陀螺进动。 这种现象也被称为陀螺仪运动或陀螺仪力，它已经被证明对我们人类非常有用。这些术语指的是旋转物体(不仅仅是陀螺仪)保持其旋转方向的趋势。 因此，旋转的物体具有角动量，如前所述，这必须是守恒的。正因为如此，旋转的物体倾向于抵制其旋转轴的任何变化，因为方向的变化将导致角动量的变化。 进动的另一个例子也发生在地球上。正如你所知，地球的旋转轴实际上与垂直方向有一定的夹角，由于垂直方向的夹角，当旋转轴旋转时，垂直方向绕着一个圆。 虽然与本文无关，但地球奇怪倾斜的原因实际上非常有趣。 正如牛顿第二定律所预测的那样，圆盘或车轮旋转得越快，这种效应就越强。这对任何具有基本物理知识的人来说都是显而易见的。 它们似乎抵抗重力的主要原因是施加在旋转圆盘上的有效扭矩对其角动量矢量的影响。重力对旋转盘平面的影响导致旋转轴“偏转”。
这导致整个旋转轴在重力的影响和它自己的角动量矢量之间找到一个“中间地带”。现在，请记住，陀螺仪装置是被一些东西阻止的，比如你的手，框架/框架，或者桌子，阻止它向重心下落的。 现在，考虑到陀螺仪被某种东西阻止，不让它向重心下落的事实，这导致了我们在这些设备中看到的令人着迷的特性。
陀螺仪与加速计: 两者的区别是什么?
为了全面回答这个问题，我们需要评估每种设备的工作方式。既然我们已经在上面详细介绍了陀螺仪，让我们看看什么是加速计以及它是如何工作的。 《韦氏词典》将加速度计定义为“测量加速度或检测和测量振动的仪器”。 很好，但这并没有给我们很多信息。加速度计，从最基本的意义上来说，是一种测量加速度的机电设备，因此得名。 这些力可以是静态的(如重力)，也可以是动态的(由移动或振动设备引起)。制作加速度计的方法有很多种，最常用的方法是利用压电效应或传感电容。 前者往往由微观晶体结构组成，这些结构受到加速度的作用而产生电压。后者利用两个相邻的微结构。 每一种结构都有一定的电容，当加速度移动其中一种结构时，它的电容会发生变化。通过添加一些电路将电容转换为电压，你将得到一个非常有用的小加速度计。 还有更多的方法，包括使用压阻效应、热气泡和光，仅举几个例子。你可以看到，加速度计和陀螺仪是非常不同的东西。 从本质上讲，两者的主要区别在于，一个能感觉到旋转，而另一个不能。由于陀螺仪的工作原理是角动量，所以它们非常适合用来指示物体在空间中的方向。 另一方面，加速度计只能测量基于振动的线性加速度。 然而，也有一些加速度计的变化也包含了陀螺仪。这些装置包括一个陀螺仪，它的一个轴上有一个重物。 当砝码被加速时，该装置会对砝码产生的力做出反应，通过对该力进行积分来产生速度。
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