姿態敏感元件

能敏銳地感受某種物理、化學、生物的信息並將其轉變為電信息的特種電子元件稱為敏感元件。姿態敏感元件可以指出船的姿態或航向。大概在十三世紀,引進了羅磁碟,羅盤只能指出船的姿態或航向,而不能指出其位置。另一個大的進步發生在十九世紀後期,即在導航上套用陀螺儀。陀螺儀最早套用在陀螺羅盤上,它根據地球的穩定轉動,而不是以不規則的磁力線作為信息進行工作。

基本介紹

  • 中文名:姿態敏感元件
  • 外文名:Attitude sensor
  • 作用:指出船的姿態或航向
  • 前身:羅磁碟和陀螺儀
  • 性質:科學
姿態敏感元件的發展,磁羅盤,陀螺儀,

姿態敏感元件的發展

古時候,一艘船在多霧或不好的天氣中航行是一件非常麻煩的事。水流或風向的任何變化都要使船偏離航向,舵手看不到太陽或星星,無法辨認方向。大概在十三世紀,引進了羅磁碟,在漫長的航行史上,可能是一個巨大的進步。它第一次使人依靠機器,而不是依靠人的眼睛去尋找航路。值得注意的是,羅盤不能告訴航行者他在什麼地方,只能告訴他航行的方向。簡言之,羅盤只能指出船的姿態或航向,而不能指出其位置。另一個大的進步發生在十九世紀後期,即在導航上套用陀螺儀。這是非常必要的,因為使用磁力線導航有許多問題,磁力線在地球表面不一致,而且,由於金屬飛行器的發展,磁羅盤也不適用了。例如曾發現每當炮塔轉動時,羅盤總是改變指示。陀螺儀最早套用在陀螺羅盤上,它根據地球的穩定轉動,而不是以不規則的磁力線作為信息進行工作。

磁羅盤

磁羅盤根據指南針原理製成的,用以指示方位的儀器,又稱磁羅經。主要由若干平行排列的磁針、刻度盤和磁誤差校正裝置組成,磁針固裝在刻度盤背面,在地磁影響下,磁針帶刻度盤轉動,用以指出方向。常在船舶和飛機上作導航用。13世紀,海運事業發展起來,逐漸採用磁羅盤導航,並有了“針路”的記載,表示船行應取的方向。早期飛機上就裝有磁羅盤,但是由於飛機上鋼鐵構件和電氣設備所形成的磁場干擾影響很大,必需採用補償的方法以抵消飛機本身的磁場干擾。航空磁羅盤有兩種基本類型。(1)直讀式:優點是簡單可靠,但因裝在磁干擾較大的駕駛艙內,故誤差較大。(2)遠讀式:把磁羅盤改成磁航向感測器,安裝在駕駛艙外,將檢測到的磁航向信息遠距離送到駕駛艙的儀錶板上顯示,其優點是可把磁感測器安裝在機上磁干擾較小的位置。磁羅盤在飛機作非勻速飛行或轉彎時,會產生較大的誤差,也不適宜在磁性異常地區和高緯度地區使用,因此近代飛機上遠讀式磁羅盤已由性能較完善的陀螺此羅盤或航向系統所取代。

陀螺儀

陀螺儀不過是一個平行良好的輪,在配合適當的支架上旋轉。用在飛行儀器上的陀螺儀最輕者僅重幾盎司,而一個穩定核潛艇的陀螺儀卻重達55噸。陀螺軸的定軸性使軸始終保持指向一個固定方向(假定是東)。如果飛機突受一股側風襲擊,則飛機將偏航或繞其垂直軸轉彎。但是陀螺的轉軸仍保持其原來的方向。兩者方向之差構成了必要的信息,它使飛機保持原來的航向。在有人駕駛的飛機里,如果飛機需要轉彎,駕駛員就使飛機轉到飛機指示器顯示出所要求的角度為止。如果需要保持這個新的航向,他就要撥轉陀螺儀的指針對準新的飛行航向。按這種方法安裝陀螺儀來控制飛彈的偏航,不用目視指示,輸出嚮導彈計算機萬絡輸送的誤差信號。

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