定軸性

所謂“定軸性”，是三自由度陀螺儀旋轉時產生的一種特性，就是當陀螺轉子以高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變的特性。也稱為穩定性。

基本介紹

• 中文名：定軸性
• 類型：三自由度陀螺儀特性
• 表現：陀螺儀自轉軸指向不變
• 別稱：穩定性

技術原理

三自由度陀螺有一個重要的特性——定軸性。所謂“定軸性”，就是當陀螺轉子以高速旋轉時，在沒有任何外力矩作用在陀螺儀上時，陀螺儀的自轉軸在慣性空間中的指向保持穩定不變的特性。也稱為穩定性。

儀器結構

陀螺是一個既能繞自轉軸高速旋轉，又能夠繞其它軸旋轉的物體。利用陀螺的特性製作的測量裝置就是陀螺儀。能夠繞2個軸旋轉的陀螺稱為二自由度陀螺，能夠繞3個軸旋轉的陀螺稱為三自由度陀螺。利用陀螺的特性製作的測量儀器（或裝置）就稱為陀螺儀。

影響因素

三自由度陀螺其穩定性與以下的物理量有關：

1、轉子的轉動慣量愈大，穩定性愈好；

2、轉子角速度愈大，穩定性愈好。

所謂的“轉動慣量”，是描述剛體在轉動中的慣性大小的物理量。當以相同的力矩分別作用於兩個繞定軸轉動的不同剛體時，它們所獲得的角加速度一般是不一樣的，轉動慣量大的剛體所獲得的角加速度小，也就是保持原有轉動狀態的慣性大；反之，轉動慣量小的剛體所獲得的角加速度大，也就是保持原有轉動狀態的慣性小。轉動慣量的大小與轉子的質量、形狀等因素有關。質量越大，轉動慣量就越大；沿外緣分布的物質越多，其轉動慣量也越大。

套用領域

利用陀螺儀的“定軸性”，可以用來測量運動物體的姿態、穩定運動物體的運動方向，測量其方位，等等。因此，在姿態儀表、航向儀表、導航系統、飛行控制系統中都有三自由度陀螺。它廣泛地套用於航空、航天、航海等領域。