基本介紹
- 中文名：流體轉子陀螺儀
- 外文名：fluid rotor gyroscope
- 類別：陀螺儀的一種
- 基礎：經典力學
- 作用：測量角位移或角速度
簡介,原理,特點,
簡介
根據容器與流體之間繞陀螺自轉軸的相對運動情形，可以把流體轉子陀螺儀分為兩大類：第一類是容器與流體之間沒有相對運動，也就是說容器帶動流體一起轉動，這種陀螺簡稱為流體轉子陀螺；第二類是容器不動，其中充滿了導電流體，用適當的方法（例如旋轉磁場）使流體相對於容器繞陀螺自轉軸轉動，這種陀螺稱為電磁流體陀螺。這兩類流體轉子陀螺的結構示意圖均在右圖中顯示。
原理
右圖為流體轉子陀螺儀的示意圖。球形容器腔體內充滿質量均勻的流體。球形容器由馬達驅動繞對稱軸高速旋轉，容器內的流體隨腔體一起作高速旋轉，腔體的一側有一個壓差感測器。感測器的開口與腔體自轉軸的夾角是
。當腔體高速旋轉時，流體隨之旋轉，流體的自轉軸與容器的自轉軸相重合，壓差感測器上下兩連線埠敏感的流體壓力是相等的，陀螺儀的信號為零。
流體轉子陀螺儀原理圖
流體轉子陀螺儀原理圖當容器出現一個轉角
，這時壓差感測器兩個連線埠與流體自轉軸的距離就不相等了，上面的距離是
，下面的是
。流體繞流體的瞬時自轉軸轉動，在兩連線埠處流體轉動產生的離心力不一樣，壓差感測器輸出壓差信號。由於壓差感測器隨腔體一起轉動，壓差信號是隨腔體轉動的正弦變化的信號，信號的幅度正比於腔體自轉軸與流體瞬時自轉軸的夾角。
流體轉子陀螺儀工作在閉環狀態，即隨動系統根據壓差感測器輸出的信號經解調得到偏角，驅動執行機構時腔體反向轉動，使兩個自轉軸相重合。可見這樣流體轉子陀螺與機械轉子陀螺一樣有了“定軸性”，它可以靈敏地測量出容器的偏轉。如果沒有隨動跟蹤系統，流體的轉動是由腔體轉動帶起來的，流體的自轉軸全自動慢慢地趨近腔體的自轉軸，所以沒有快速的隨動系統，流體轉子的定軸性就顯現不出來了。
特點
流體轉子陀螺具有下列特點：
- 機械磨損問題對陀螺的性能不影響或者影響很小；
- 容器起到了框架的作用；
- 流體轉子可以始終滿足靜、動平衡的要求；
- 均勻的流體始終滿足等彈性的要求；
- 結構簡單，容器製造；
- 溫度分布的不均勻性以及流體的熱膨脹會影響陀螺的特性。
