Применение гироскопов: works.doklad.ru – Учебные материалы

Содержание

Гироскоп применения – Энциклопедия по машиностроению XXL

Рис. 149. Вы, вероятно, знаете, что принцип, положенный в основу действия всех гироскопических приборов, заключается в использовании некоторых свойств вращающегося маховика (ротора) Этот рисунок изображает механизм гирополукомпаса Сперри, вынутый из корпуса, и не нуждается в подробных объяснениях. Нормальное положение гироскопа относительно его основания показано внизу слева. Ротор гироскопа вращается динамическим давлением воздуха, поступающего в корпус прибора через два сопла и действующего непосредственно на лопатки (лунки) ротора гироскопа. Применение двух сопел, а не одного имеет целью удерживать ротор гироскопа в одном и том же положении. Каждый раз, когда ротор наклоняется в сторону, как показано в нижней части рисунка, справа, лопатки ротора испытывают большее давление струи воздуха из сопла с этой стороны, и ротор возвращается в нормальное положение.

Техническое применение гироскопа  [c.
515]

Некоторые технические приложения гироскопа. Гироскопы используются как основной элемент в очень большом числе гироскопических приборов и устройств, имеющих самое разнообразное применение.  [c.339]

Наиболее существенные результаты по этому вопросу имеются в работах Эйлера, Лагранжа и С. В. Ковалевской. Теория сферического движения твердого тела лежит в основе теории гироскопов, получивших широкое применение в технике.  [c.245]

Гироскопы получили широкое применение в различных областях техники на транспорте, в морском флоте, в авиации, в военном  [c.252]

Одним из наиболее ярких примеров применения теории движения твердого тела около неподвижной точки служит гироскоп.  [c.494]

Приведенные примеры иллюстрируют лишь основные механические принципы использования гироскопов. Современные гироскопические приборы имеют значительную сферу применения. Эти приборы устроены достаточно сложно, особенно когда они призваны длительно работать с высокой точностью в условиях действия возмущений.[c.500]

Магнус К. Гироскоп теория и применение/ Пер. с нем.—М. Мир, 1974.—526 с.  [c.716]

Технические применения гироскопов  [c.471]

В технике применяются гироскопы с угловой скоростью собственного вращения порядка 2000—5000 G (20 000—50 000 об/мин). В современной технике гироскопы нашли очень широкое применение. Гироскопические явления проявляются при всех видах движения тела, когда это тело совершает сложное движение, содержащее в своих частях вращательное движение. Рассмотрим основные гироскопические явления быстровращающихся гироскопов приближенно, приняв, что гироскопу сообщена вокруг оси симметрии или оси гироскопа Ог собственная угловая скорость сох.  [c.492]

При применении гироскопов в различных устройствах часто важно знать движение его оси. Собственное вращение вокруг оси обычно задано, и угловая скорость собственного вращения при этом поддерживается постоянной. Движение оси быстровращающегося гироскопа можно установить по кинетическому моменту гироскопа, вычисленному относительно неподвижной точки, так как кинетический момент можно считать приближенно направленным по оси гироскопа.

Для быстровращающегося гироскопа угловая скорость прецессии мала по  [c.492]

Другое важное свойство гироскопа, которое нашло широкое применение, — это способность сохранять направление своей оси, если нет приложенного к гироскопу момента внешних сил. Тогда ось гироскопа не прецессирует и сохраняет неизменным свое направление в  

[c.497]


Центр инерции, центр тяжести, сила тяжести, остриё, рама, ось симметрии, движение, число степеней свободы, свойства, точка, теория, скорость, собственное вращение, опоры, маховик, применение, кинетический момент. .. гироскопа.  [c.16]

Общие замечания о гироскопических явлениях в природе и применение гироскопов в технике  [c.443]

Теория гироскопических явлений, а также применение гироскопов в технике в настоящее время получили значительное развитие.  [c.443]

Однако основные идеи этих опытов были позднее положены в основу конструирования гирокомпасов, заменивших в настоящее время компасы с магнитной стрелкой.

Гирокомпасы начали применять лишь в первом десятилетии XX в., почти через 60 лет после исследований Фуко. Подробнее о применении гироскопов можно узнать из специальной литературы ).  [c.448]

Остановимся на примерах применения приближенной теории движения гироскопа. Приведем колесо (рис. 385) в быстрое вращение вокруг оси OiO 385.  [c.369]

Это же свойство быстро вращающегося тела, закрепленного в центре тяжести и имеющего три степени свободы, сохранять неизменным направление своей оси, используется в некоторых технических применениях гироскопа.  

[c.373]

Составление уравнений движения одного твердого тела, например ротора гироскопа, основывалось на применении теоремы об изменении момента количества движения. В случае системы твердых тел использовать этот метод было бы труднее, так как потребовалось бы ввести в рассмотрение взаимные реакции тел, а затем исключить эти реакции. В таких более сложных задачах быстрее и проще ведет к цели метод уравне-  [c. 630]

Изучение движения гела с одной чакреи.чсниой гочкой имеет важное значение. Во-первых, челом с одной закреилеиной ючкой, имеющим широкое практическое применение, является гироскоп тело осесимметричное. Во-вторых, движение свободного  

[c.489]

Другое важное свойство гироскопа, которое нашло широкое применение, -это сгюсобтюсть сохранять направление своей оси, если нет приложенного Рис. 147  [c.515]

Гироскопические гасители колебаний. Для гамк-ния кол еб а и и й транспортных объектов и в иекот(фых других специальных случаях находят применение динами 1е-скио гасители, основанные на исполь к)вании гироскопов.  [c.297]

Наряду с рассмотренной схемой для гашения бортовой качки на1пла применение гироскопическая схема с обратной свягяио. Кожух 2 исполнительного гироскопа с ротором / (рис. 10.34, а) установлен концентрично относительно оси, i прецессии.  

[c.297]

Применение гироскопов в технике изложено в книге Е. Л, Николаи. Гироскоп и некоторые его технические применения. Гостехнздат, 1947.  [c.253]

Гироскопы имеют широкое применение в различных областях техники и представляют собой один из немногих случаев вращения твердого тела вокруг неиодвижной точки, теория движения которых достаточно полно разработана.  

[c.190]

При применении гироскопов в различных устройствах часто важно знать движение его оси. Собственное вращение вокруг оси обычно 8ада]ю и угловая скорость собственного вращения при этом поддерживается постоянной. Движение оси быстро-вращающегося гироскопа можно установить по кинетическому моменту гироскопа, вычисленному относительно неподвижной точки, так как кинетический момент можно считать приближенно направленным по оси гироскопа. Для быстровращающегося гироскопа угловая скорость прецессии мала по сравнению с угловой скоростью собственного вращения и также мало изменение угла нутации, т. е. угла между осью собственного вращения и осью прецессии.

[c.466]

Тз многочисленных применений прецессирующего гироскопа, дпижение которого легко оценить на основании правила Жуковского, рассмотрим для примера измерение угловых скоростей. Пусть гироскоп, ось которого помещена в подшипниках, расположенных на каком-либо летательном аппарате, совершает быстрое вращение вокруг своей оси. Если летательный аппарат поворачивается вокруг какой-либо мгновенной оси с угловой скоростью 2, то для гироскопа эта угловая скорость является угловой скоростью прецессии и ее можно оценить по силе гироскопического давления N. Эту силу в свою очередь можно измерить, например, по деформации пружины, на которой укреплен один из подшипников гироскопа (рис. 306). Для О), по формуле (17) имеем  

[c.471]


Другое важное свойство гироскопа, которое нашло широкое применение, — это способность сохранять направление своей оси, если нет приложенного к гироскопу момента внешних сил. Тогда ось гироскопа не прецессирует и сохраняет неизменным свое направление в пространстве. Это свойство уравновешенного гироскопа используют в гирокомпасах, указателях поворота, стабилизирующ.чх устройствах и т. п. Для этой цели применяют гироскопы с тремя степенями свободы, или свободные гироскопы.  [c.471]

Гироскопический эффект лежит в основе разнообразных применений гироскопов гирокомпас, гироскопический успокоитель качкн кораблей, гироскопический стабилизатор и др.  

[c.162]

Ha дифференциальных уравнениях движения гироскопа в кардановом подвесе на подвижном основании базируется теория применений гироскопа как указателя направления и измерителя угловой скорости (гиротахометра) и углового ускорения (гиро-тахоакселерометра).  [c.608]


2.1 Применение гироскопов в технике. Механические гироскопы

Похожие главы из других работ:

Исследование текстильных материалов к действию светопогоды

2.2. ИНСТРУКЦИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ В ЛАБОРАТОРИИ

1. Во избежание несчастных случаев в лаборатории студент должен знать следующее: а) вращающиеся детали испытательных машин могут нанести ушибы, переломы и другие травмы; б) действие электрического тока может вызвать ожог…

Механические гироскопы

2.4 Новые типы гироскопов

Постоянно растущие требования к точностным и эксплуатационным характеристикам гиро-приборов заставили ученых и инженеров многих стран мира не только усовершенствовать классические гироскопы с вращающимся ротором…

Проект отделения РМЗ по ремонту автомобильных рам. Годовая программа РМЗ 2000 капитальных ремонтов автомобилей ЗИЛ-131

4.1 Мероприятия по технике безопасности

Организация работ, устройство, размещение и эксплуатация оборудования должны соответствовать правилам техники безопасности и производственной санитарии в отделении по ремонту рам…

Проектирование и расчет лесопильного цеха

6. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОТИВОПОЖАРНОЙ ТЕХНИКЕ

Под техникой безопасности подразумевается комплекс мероприятий технического и организационного характера, направленных на создание безопасных условий труда и предотвращение несчастных случаев на производстве. ..

Проектирование одноступенчатого редуктора

7. Требования по технике безопасности

Для предотвращения преждевременного выхода из строя и безопасности рабочих необходимо: 1.заземлить электродвигатель. 2.использовать защитный кожух для муфты…

Разработка технологии и режимов сварки

8. Мероприятия по технике безопасности

Сварщики могут быть допущены только к тем работам, которые указаны в удостоверении. К выполнению сварочных работ допускаются сварщики…

Разработка технологии и режимов сварки изделия “Грязевик вертикальный”

8. Мероприятия по технике безопасности

Сварщики могут быть допущены только к тем работам, которые указаны в удостоверении. К выполнению сварочных работ допускаются сварщики…

Разработка технологического процесса изготовления отливки “Опора” 8ТС 043051 из стали 25Л ГОСТ 977-88

8. Основные мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике и охране окружающей среды

Основными вредными производственными факторами в литейных цехах являются пыль, выделяющиеся пары и газы, электромагнитное излучение, избыточная теплота, повышенный уровень шума и вибрации, движущиеся машины и механизмы. ..

Разработка технологического процесса механической обработки деталей узла “Парораспределения 112-Б-0474”

3.2 Мероприятия по технике безопасности, противопожарной технике на участке, охране окружающей среды, природоохранительные меры

Основные значения техники безопасности – обеспечение безопасности и безвредности труда без снижения его производительности. Осуществление этих требований сводится к проведению комплекса мероприятий…

Расчет устойчивости башенного крана

6. Мероприятия по технике безопасности

Перед началом работы на башенном кране машинист обязан ознакомиться с записями о состоянии крана, сделанными его сменщиком в журнале приема и сдачи смены, а затем и лично убедиться в полной исправности крана…

Сегнетоэлектрики – структура свойства и применение

6.4 Применение в вычислительной технике

В адресных регистрах вычислительных машин многократно используются переключатели, с помощью которых производится выбор требуемой ячейки памяти. ..

Структура и особенности деятельности государственного унитарного дорожного предприятия “Асфальт-2”

1. Инструктаж по технике безопасности

Фасовочно-упаковочный автомат, аналогичный модели АРМ-18,5

6. Мероприятия по технике безопасности

К работе на автомате допускаются лица, прошедшие обучение по его эксплуатации. Необходимо соблюдать следующие правила: – содержать в чистоте рабочее место, наружную поверхность автомата и его рабочие органы…

Череповецкий металлургический комбинат в России

3.1 Описание основных мероприятий по технике безопасности и противопожарной технике на участке при эксплуатации реконструируемого механизма и ремонте оборудования

Порядок обеспечения требований охраны труда, пожарной и промышленной безопасности, установленных законодательством России…

Электронно-лучевая сварка деталей гироскопа

2.2 Классификация гироскопов

Основные типы гироскопов по количеству степеней свободы: 2-степенные, 3-степенные на рис. 2.2 . Основные два типа гироскопов по принципу действия: механические гироскопы, оптические гироскопы…

Все стабильно или Как работает гироскоп?

Вы видели сложные конструкции, которыми пользуются фотографы и видеооператоры во время съемок — большие рамки, в которых подвешенные камеры всегда снимают идеально ровно. Это устройство называется стабилизатором и в основе у него — гироскоп. Механизм, который изобрели в начале XIX века и который сделал возможным не только съемку качественного видео на чьей-то свадьбе, но и полеты в космос. Рассказываем, как работает этот механизм.

Что такое гироскоп?

Гироскоп — это устройство, способное реагировать на изменение углом объекта, на котором он установлен. То есть при наклоне или вращении он остается неподвижным, не наклоняется, не падает и не трясется.

Гироскоп был создан в 1817 году Иоганном Боненбергером, а в 1852 Жан Фуко усовершенствовал устройство и окрестил его гироскопом. Оба ученых использовали устройство для того, чтобы наглядно демонстрировать законы вращения земли вокруг своей оси. В дальнейшем Фуко изобрел известный маятник, показывающий движение нашей планеты.

Гироскопы бывают механическими, лазерными и оптическими.

Гироскоп состоит из свободной оси и ротора, двух рам и стабильного корпуса. Ротор вращается вокруг оси, а ось в то же время может поворачиваться в любую сторону. Оси всех частей гироскопа пересекаются в центре подвеса, который совпадает с центром масс этих тел. Благодаря этому гироскоп может сохранять свое положение относительно оси вращения. То есть ротор будет продолжать вращаться в одной плоскости, в то время, как основание конструкции будет менять положение относительно предмета, на котором гироскоп установлен.

Применение гироскопа

Свойства гироскопа пригодились не только астрономам. Одними из первых это устройство начали использовать в 1860-х в навигации, когда гироскоп объединили с компасом. Получившийся гирокомпас облегчал жизнь морякам на судне, когда нужно было пройти через шторм. В XX веке гироскоп использовали в черных ящиках — навигационных устройствах на борту самолетов, а впоследствии их использовали в космических кораблях.

За пределами военно-промышленного комплекса гироскопы применяются в киноиндустрии. Впервые гироскоп для стабилизации видеокамер использовали при съемках «Звездных войн. Возвращения Джедая», когда снимали сцену гонки на спид-байках.

Также гироскоп (а затем его более усовершенствованная версия — акселерометр) используется в смартфонах и умных часах. Именно это устройство помогает смартфону или часам понять, что вы — например — упали, и послать сигнал помощи.

Иллюстрация: rmbarricarte / Depositphotos.com

Гироскопическое оборудование

ГИРОСКОПИЧЕСКОЕ ОРИЕНТИРОВАНИЕ – измерение азимутов направлений на земной поверхности с помощью специальных гироскопических приборов – гиротеодолитов. (Н.Н. Воронков «Справочник геодезиста» 1985 г.)

    Находит применение в:
  • тоннелестроении
  • возведении гидротехнических сооружений
  • строительстве крупных промышленных объектов
  • промышленной геодезии по настройке оборудования
  • судостроении и судоремонте
  • вооруженных силах

Немецкая фирма DMT, занимающаяся производством гироприборов, известна созданием GYROMAТ-2000 – «золотого стандарта» для геодезическо-маркшейдерских измерений при сбойке тоннелей. С момента выхода на рынок и по сей день инженеры всего мира называют GYROMAТ-2000 самым лучшим гироскопом,полностью автоматизированным и обладающим превосходными характеристиками. С помощью этой системы были выполнены уникальные проходки тоннеля под Ла-Маншем. Ни один созданный до этого гироскоп не обеспечивал такой точности и быстроты измерений. Можно смело заявить, что без GYROMAT-2000 не существовало бы и Евротоннеля. Единственный недостаток этой системы — ее цена. Стоимость такой системы в пять раз превышает стоимость GYROMAX АК-2М фирмы GMT, о которой пойдет речь ниже, и не всегда оправдывает затраты. Хотя во многих странах Европы, Азии и даже Африки есть по несколько приборов GYROMAT.

Новая серия гиротеодолитов GYROMAT 5000 стала еще более точной и теперь для определения азимута с точностью 2.59 угловые секунды или 12 мм на один километр необходимо 6-9 минут. Новый пьезодвигатель с декодером высокого разрешения и новая экономичная система питания со сменной батареей, делают систему еще более быстрой, более гибкой и удобной в использовании. Так же есть возможность выбора определенного теодолита или тахеометра в качестве угломерной части для проведения конкретных работ в зависимости от ваших требований. Гиротеодолит GYROMAT 5000 – полностью автоматическая последовательность измерений и отсутствие необходимости в предориентации инструмента, обеспечивают наибольшую точность в определении направления в тех областях, где другие методы не могут быть эффективно использованы. Например, в горнодобывающей промышленности и тоннелестроении. На фото слева показан гиромат 5000 с автоколлимационным теодолитом TM6100A.

Еще одно решение заслуживающее особого внимания гироскопическая насадка Gyromax AK-2М (фото справа). В отличии от GYROMAT  гироскопическая насадка позволяет выполнять измерения с точностью 20”, в то же время обладает малыми габаритами и низким весом, что значительно повышает мобильность системы. Второе неоспоримое преимущество – это доступная стоимость прибора, соответственно быстрая окупаемость вложений.

Немецкая фирма GMT (GeoMessTechti ik), руководимая профессором Вильгельмом Хегером (Wilhelm Heger), создала известную технологию GYROMAX. GYROMAX АК-2М – гироскопическая насадка, которая работает на базе электронных тахеометров ведущих мировых производителей геодезического оборудования — Leica, Торсоn, Trimble, Zeiss и других.

Технические характеристики(точность 20″) позволяют говорить о GYROMAX АК-2М как о приборе с высокой точностью измерений, необходимой при работе в подземных условиях. Длительность измерения, составляющая 15 минут, позволяет быстро проводить гироскопическое ориентирование, получая при этом качественный результат. Благодаря небольшому весу и размерам гиронасадка удобна как при транспортировании, так и при перемещении во время работы в тоннелях. Минимальные затраты энергии также способствуют использованию гиронасадки GYROMAX АК-2М даже в самых сложных условиях. При этом гиронасадка GYROMAX АК-2М еще и очень проста в использовании.

Тоннелестроительные работы требуют точности в измерении азимута, ведь сооружение тоннелей часто ведётся на отдельных, не связанных между собой участках. С применением насадки GYROMAX стало возможным выполнять работы без риска нестыковки тоннелей и остановки горнопроходческих работ.

Вывод данных на компьютер или КПК происходит через кабель или Bluetooth (IEEE 802.15.1). К существенным преимуществам гироскопа GYROMAX АК-2М относятся также встроенный телескоп, амортизатор, пульт дистанционного управления, а также то, что прибор адаптирован к теодолитам и тахеометрам всех известных фирм-производителей. Среди современных гироскопических технологий решение от GYROMAX занимает далеко не последнее место, а если судить по соотношению цены и качества, то с уверенностью можно дать и первое.

Подытоживая сказанное, нужно отметить, что современное гироскопическое оборудование отличают высокая точность измерений и удобство в использовании, современные приборы стали во много раз компактнее и легче. На данный момент разработано несколько десятков приборов, с помощью которых можно проводить гироскопическое ориентирование в самых сложных условиях. И хотя при съёмке и навигации на поверхности сейчас в основном используются спутниковые методы (хотя переход на GPS произошел совсем недавно), в маркшейдерском деле — при строительстве тоннелей, шахт, коллекторов и других подземных объектов — без гиросокопов не обойтись. Ведь под землей GPS просто не функционирует.

Кроме того, некоторые военные склонны считать, что GPS может отказать в работе в случае военных действий. Или США как оператор глобальной навигационной системы может значительно ограничить использование сигналов в период военных действий. И только с помощью гироскопических приборов инженеры способны будут осуществить сбойку тоннелей, а военные — правильно вычислить направление.

Поэтому фирмы Германии, Японии, Швейцарии и других стран продолжают создавать гироскопическое геодезическое оборудование.В числе этих компаний — и GeoMess Technik Heger, которая ведет разработку новой модели гироскопической насадки GYROMAX с повышенной точностью определения азимута.   Более детальную информацию можно найти на сайте www.gmt-heger.com.

В данной публикации использованы материалы статьи  «Прошлое и настоящее гироскопов» портала InetrnetGEO.ru

Электроника НТБ – научно-технический журнал – Электроника НТБ

Пьезоэлектрические вибрационные гироскопы (ВГ) – разновидность микромеханических гироскопов. Пьезокерамика многофункциональна (прямой и обратный пьезоэффект), что упрощает конструкцию гироскопа и уменьшает его массогабаритные характеристики. В статье описаны основные принципы работы малогабаритных пьезоэлектрических ВГ, разработанных в ОАО “Элпа” в содружестве с МГТУ
им. Н.Э.Баумана.

Гироскопы – это датчики, предназначенные для измерения скорости вращения и угловых перемещений объектов.
Существует множество видов гироскопов, однако лишь микромеханические гироскопы имеют малые габариты и относительно низкую стоимость. Появление этих приборов – результат развития микроэлектронных технологий. Сейчас работы в области микромеханических гироскопов ведут многие научные центры в США, Японии, России, Южной Корее, Франции, Швейцарии, Швеции, Китае. Наиболее известными производителями гироскопов сегодня являются фирмы Murata, Tokin, Fujitsu, Futaba, JR-Graupner, Ikarus, CSM, Robbe, Hobbico и др. Среди микромеханических гироскопов выделим ВГ. Их принцип действия основан на регистрации силы Кориолиса, возникающей при вращении вибрирующего чувствительного элемента прибора.
Одно из направлений развития вибрационных микромеханических гироскопов – пьезоэлектрические ВГ. Применение пьезокерамических материалов в конструкции вибраторов, в отличие от вибраторов микромеханических кремниевых гироскопов, дает ряд преимуществ. Пьезокерамика служит для возбуждения колебаний в режиме обратного пьезоэффекта и для съема информации в режиме прямого пьезоэффекта. В “биморфных” пьезоэлектрических гироскопах этот же материал используется в качестве активной массы вибратора. Многофункциональность пьезокерамики значительно упрощает конструкцию вибратора и снижает его массу и габариты. Кроме того, пьезокерамика имеет высокий коэффициент преобразования как в режиме прямого, так и обратного пьезоэффекта. Недостаток таких гироскопов – нестабильность параметров при изменении температуры, связанная с температурной нестабильностью пьезокерамики. Справиться с данным недостатком можно, используя новые, более стабильные материалы.
Пьезоэлектрические гироскопы миниатюризируются, их точность повышается. Сейчас их производят и в виде конструкции, предназначенной для поверхностного монтажа.
ОАО “Элпа” в содружестве с МГТУ им. Баумана разработало балочный ВГ. В приборе задействован вибратор (рис.1) с поперечным сечением в виде равностороннего треугольника (трехполюсный вибратор), основным элементом (активной массой) которого является балка. На каждой грани балки приклеен один пьезоэлемент (ПЭ), изготовленный из пьезокерамического материала ЦТС-40. На нижней стороне – возбуждающий вибрацию ПЭ, на боковых гранях – измерительные ПЭ.
Балка размещена на упругих подвесах, которые припаяны к дискам. С помощью дисков балка монтируется в корпус чувствительного элемента.
Чтобы снизить влияние изменения температуры на параметры гироскопа, балка изготовлена из прецизионного сплава марки 42НХТЮ. Сплав отличается высокой стабильностью модуля упругости, имеет повышенную коррозионную устойчивость и минимальный температурный коэффициент линейного расширения в интервале рабочих температур.
Однако конструкция гироскопа создает ряд проблем. Так, в изделии применялось клеевое соединение металла с керамикой, соответственно – характеристики гироскопа зависели от параметров клея. Кроме того, трехмерный процесс требовал сложной обработки сигнала, а сложный способ монтажа – использования чрезвычайно тонких проволочных соединений, которые необходимы для подачи напряжения и снятия сигнала с ПЭ и выполнены из платиново-серебряного сплава ПлСр20 с сечением 20 мкм ´ 5 мкм.
Применение керамического биморфного вибратора (рис.2) в конструкции гироскопа позволяет снизить себестоимость и трудоемкость, т.е. решить проблемы трехполюсного вибратора.
Особенность керамического биморфного вибратора – наличие двух склеенных поляризованных керамических пластин.
Напряжение, прилагаемое к сформированным на плоской верхней поверхности правому и левому электродам, возбуждает вибратор благодаря расширению одной из пластин и сжатию другой. Вибрации обнаруживают правый и левый электроды, расположенные на верхней поверхности вибратора. Полезный выходной сигнал гироскопа снимается с тех же электродов, что служат для возбуждения вибраций.
В корпусе гироскопа вибратор крепится на поддерживающих штырях в точках с наименьшей амплитудой колебаний. Эти штыри (упругие подвесы в вибраторе трехполюсного типа) функционируют и как электрические соединения. Поэтому можно отказаться от проволочных соединений, используемых в вибраторах трехполюсного типа.
Гироскопы монтируются на печатную плату как простой чип и включают в себя интегральную микросхему для возбуждения колебаний и регистрации угловой скорости вибратора. Это позволяет значительно уменьшить монтажную площадь и освободить пространство для других компонентов печатной платы.
В прошлом ВГ выпускались с большим числом навесных элементов. Поэтому для их монтажа требовалась ручная пайка. Гироскопы же, предназначенные для поверхностного монтажа, допускают быстрый монтаж высокой плотности упаковки с помощью автоматизированных устройств.
По основным характеристикам миниатюрные гироскопы не уступают своим более габаритным аналогам. Более того, благодаря уменьшению размеров вибратора некоторые их характеристики улучшаются (см. таблицу, где БВГ-3,4 – гироскопы с треугольным вибратором, БВГ-500 – гироскопы с “биморфным” вибратором).

В будущем малогабаритные биморфные гироскопы могут применяться во многих областях. Они будут задействованы в цифровых камерах, в устройствах управления движениями роботов и радиоуправляемых моделей, координато-указательных устройствах, головных дисплеях, а также в устройствах, где необходим контроль угловых перемещений.
Electronika-2006: наши в Мюнхене

С 14 по 17 ноября 2006 года Мюнхен был центром мировой электроники. Около 3000 компаний со всего мира (47 стран) – из США, Юго-Восточной Азии, Европы, России – демонстрировали здесь свои достижения и возможности. Россию в этом году представляли 27 фирм. 14 огромных павильонов общей площадью 152 тыс. м2 в течение четырех дней привлекли внимание 78 тыс. посетителей – на 5% больше, чем год назад. Территория выставки была столь велика, что посетителям приходилось пользоваться предлагаемыми самокатами.
Выставка Electronika проводится в Мюнхене каждые два года, начиная с 1964 года. Однако впервые в качестве экспонентов в ней участвовали ведущие российские СМИ, работающие в области электроники: журналы “ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес” и “Печатный монтаж” были представлены РИЦ “Техносфера”. Свою продукцию демонстрировали издательский дом “Электроника”, журналы “Компоненты и технологии” и Chip News. Российские СМИ вызвали огромный интерес. С ними ознакомились множество посетителей и участников выставки, в том числе представители иностранных фирм. Их поразило, что российские компании участвуют в крупнейшей мировой выставке без государственной поддержки. Но в первую очередь представителей иностранных фирм интересовала, конечно, возможность выхода на российский рынок и поиск потенциальных партнеров в России. А специализированная пресса в этом деле незаменима.
Неподдельный интерес проявили зарубежные фирмы к российским компаниям-производителям и дистрибьюторам. Все это свидетельствует о растущей привлекательности российского рынка для высокотехнологичных зарубежных фирм.
Хочется надеяться, что в дальнейшем такое достойное мероприятие, как выставка Electronika, привлечет новых посетителей, а число российских компаний-участников будет расти. Это не только благоприятно повлияет на развитие российской дистрибьюторской сети, но и позволит отечественным компаниям-производителям достойно представить свою продукцию на мировом рынке.
И.Кибардина

Гироскоп в авиации 7 1 роль гироскопических приборов в самолетовождении, стр.5

7. Гироскоп в авиации

7.1. Роль гироскопических приборов в самолетовождении

При полете самолета необходимо иметь точные данные о географических координатах тех пунктов земной поверхности, над которыми он в данный момент времени пролетает. Только при этом условии можно совершить полет по заранее заданному маршруту. На заре авиации, когда полеты самолетов производились только в хорошую, так называемую лётную погоду выполнение указанных условий не вызывало затруднений.

Так, например, если самолет должен был совершить перелет по маршруту, включающему в себя пункты А, В, С и D (рис.13), то летчик вначале выбирал направление на поселок А, затем на хутор В, после чего вел самолет вдоль реки до моста С, через нее, и дальше выдерживал направление полета вдоль железнодорожного полотна вплоть до достижения пункта D. Благодаря хорошей видимости летчики легко ориентировались по лежащей под ними местности, а, используя линию естественного горизонта, могли выдерживать полет в горизонтальной плоскости.

Однако с развитием авиации, увеличением дальности, скорости и высоты полетов уже нельзя было рассчитывать на выполнение перелетов только при лётной погоде. Действительно, при больших дальностях беспосадочных перелетов нельзя предполагать, что на всей трассе будет стоять ясная погода. На своем пути самолет может попасть в облачность, туман, дождь и другие условия, при которых земная поверхность окажется скрытой от наблюдений.

Характерная черта современной авиации – совершение полетов при отсутствии видимости земной поверхности. Пассажирские и почтовые самолеты должны совершать регулярные рейсы в любое время дня и ночи, при любой погоде, так как в противном случае, при выжидании лётной погоды будет теряться одно из основных преимуществ воздушного сообщения – скорость. Более того, полет сопровождается подчас отсутствием видимости и небесных светил. В таком случае летчик ведет машину “вслепую”.

Для выполнения слепого полета по заранее намеченному маршруту самолет должен быть оборудован приборами, которые в течение всего времени указывали бы направление линии север-юг, называемой обычно полуденной и истинной вертикали. На первый взгляд такие требования могут быть обеспечены весьма простыми средствами. Достаточно, казалось бы, оборудовать самолет маятником и магнитной стрелкой, чтобы дать возможность летчику определить положение самолета относительно плоскостей горизонта и меридиана.

Рис.13. Схема полета самолета по земным ориентирам

Именно по этому пути использования магнитного компаса и маятникового креномера и пытались идти первые русские навигаторы. Так, еще в 1804 г. при полете Я.Д. Захарова с научными целями на воздушном шаре в его гондоле для определения направления движения был установлен магнитный компас.

Опираясь на опыт морского кораблевождения, русские авиаторы стремились оснастить свои воздушные корабли самыми совершенными в те времена навигационными приборами. А.Ф. Можайский при постройке своего первого в мире самолета, испытания которого происходили в России в 1882-1884 гг., предусмотрел установку на нем специально сконструированного магнитного компаса. Большую помощь А.Ф. Можайскому оказал крупнейший специалист компасного дела академик И.П. Колонга (1839-1902).

Русский самолет “Илья Муромец”, первый полет которого состоялся в декабре 1913 г., имел 2 комплекта маятниковых креномеров и магнитные компасы; один для летчика и второй для штурмана. Опыт использования магнитного компаса на самолете “Илья Муромец” и явился началом развития самолетовождения по приборам.

Однако ни магнитная стрелка, ни маятник не могли в условиях полета, так же как и на качающемся корабле, сохранять свои положения неизменно совмещенными с направлениями полуденной линии и истинной вертикали. Это объясняется тем, что даже при прямолинейном полете вследствие атмосферных возмущений, случайных отклонений рулей, неравномерной работы двигателей и других причин самолет совершает непрерывные колебания вокруг своих осей (рис.14). Эти колебания порождают перемещения с ускорениями опор подвесов магнитной стрелки и маятника в корпусе самолета, обусловливая тем самым их отклонения от направлений полуденной линии и вертикали. Кроме того, при колебаниях самолета силы трения, неизбежно существующие в опорах подвесов, воздействуя на магнитную стрелку и маятник, увлекают их за поворотами самолета.

Рис.14. Схема самолета: 1 – продольная ось; 2 – вертикальная ось; 3 – поперечная ось

Все это, учитывая непрерывные колебания самолета, порождает и непрекращающиеся колебания маятника и магнитной стрелки около направлений вертикали и полуденной линии. Указанные обстоятельства затрудняют пользование рассмотренными приборами для определения углов крена самолета по отношению к плоскости горизонта и его курсовых углов относительно плоскости меридиана.

Таким образом, ни магнитная стрелка, ни маятниковый креномер не могли явиться надежными указателями положений плоскостей меридиана и горизонта. Вот почему возникла насущная потребность в создании принципиально новых приборов, которые бы в специфических условиях полета сохраняли неизменным свое положение относительно плоскостей горизонта или меридиана. Было сделано много попыток улучшения качества и магнитного компаса и маятникового креномера, однако ни одна из них не дала удовлетворительного решения. И только применение гироскопа позволило создать навигационные приборы, удовлетворяющие все возрастающим требованиям авиации.

Естественно, что внедрению гироскопа в самолетовождение во многом способствовал опыт морского флота, который к этому времени накопил достаточное количество материала по практическому использованию гироскопического компаса на море. Однако было бы ошибочным полагать, что авиация лишь позаимствовала у морского флота уже готовые гироскопические приборы. Малые габариты кабины самолета, высокие скорости его полета, ограничение веса

Для всех механизмов и приборов, устанавливаемых на самолете’ исключали возможность использования, на нем морского гироскопического компаса, обладающего, как известно, значительными габаритами и весом.

Правда, в начале XX в. были предприняты попытки использовать гироскопический компас в авиации. Дирижабль “Италия”, совершивший в 1928 г. полет к Северному полюсу, был оборудован гироскопическим компасом, однако эксперимент этот был неудачным. Дальнейших же попыток использования гироскопического компаса в авиации, как об этом можно судить по периодической печати, не предпринималось.

Самолетостроителям в этом вопросе пришлось идти самостоятельным путем. Без сомнения, установившиеся методы проектирования и технологические приемы изготовления гироскопических компасов были в полной мере использованы самолетостроителями, что и оказало решающее влияние на сравнительно быстрое внедрение гироскопических приборов в авиацию. Так, уже в первую мировую войну русские военные самолеты были оборудованы гироскопическими указателями горизонта (рис.15).

Рис.15. Авиационный гирогоризонт 1914 г.

Волчок прибора приводился во вращение сжатым воздухом, подаваемым внутрь прибора через патрубок с и отсасываемым оттуда через трубку d. Волчок описываемого прибора упирался одним концом своей оси, так называемой шпилькой, в подпятник или топку N (рис.16).

Верхняя часть оси ААХ вращения волчка оканчивалась небольшим плоским диском а, по положению которого относительно прозрачного сферического колпака Ь, неизменно связанного с самолетом, и выдерживался горизонтальный полет.

Русская авиация не только не отставала от зарубежных стран в деле использования гироскопических приборов на самолете, но часто являлась пионером их внедрения.

Так, например, в 1917 г. русские летчики А.Н. Журавченко и Г.Н. Алехнович совершили на самолете “Илья Муромец” слепой полет, выдерживая прямолинейный курс в заданном направлении по гироскопическому указателю поворотов, о принципиальном устройстве которого будет сказано ниже. Этот прибор, разработанный П.П. Шиловским специально для авиации, позволил провести самолет по заранее намеченному курсу при полном отсутствии видимости земных ориентиров.

Рис.16. Схема, объясняющая принцип работы авиационного гирогоризонта 1914 г.: а-при горизонтальном полете; б-при наборе высоты

Работы советских ученых А.Н. Крылова, Б.В. Булгакова, С.С. Тихменева, Г.В. Коренева, А.Р. Бонина, Г.О. Фридлен-дера и многих других в содружестве с выдающимися конструкторами Е.Ф. Антиповым, Е.В. Ольманом, Р.Г. Чичикяном, А.И. Марковым и другими талантливыми инженерами обеспечили оснащение советской авиации высококачественными гироскопическими приборами.

В двадцатых годах текущего столетия в дополнение к указателю поворотов создаются авиационные гироскопические указатели, курса и горизонта, которые стали в настоящее время обязательными навигационными приборами самолета любого типа. В начале тридцатых годов советские конструкторы Д.А. Браславский, М.М. Качкачян и М.Г. Эйлькинд первыми в мире разработали, построили и испытали гиромагнитный компас, получивший в настоящее время широкое распространение в авиации всех стран мира.

Гироскопические приборы позволяют измерять углы, угловые скорости и ускорения при отклонении самолета от заданного направления.

Пользуясь гироскопическими приборами, определяют Линейные скорости и ускорения движения самолета. Наконец, они облегчают физический труд летчика, управляя полетом самолета автоматически.

Техническое применение гироскопа

Содержание:

Техническое применение гироскопа

  • Например, рассмотрим измерение угловой скорости из множества прецессионных гироскопов, движение которых легко оценить по правилам Жуковского. Гироскоп, ось которого расположена в подшипнике на любом самолете, будет быстро вращаться вокруг этой оси. Если летательный аппарат вращается вокруг мгновенной оси с угловой скоростью 22, эта гироскопическая угловая скорость является угловой скоростью прецессии и может быть оценена по давлению гироскопа N.
Первые интегралы системы дифференциальных уравнений удобно получать из так называемых общих теорем динамики, когда выполняются некоторые дополнительные условия для действующих сил. Людмила Фирмаль

Эта сила может быть измерена, например, по деформации пружины и снабжена одним из подшипников гироскопа (Рисунок 147). Если o2, уравнение (53) o2 = Nl (J2 co, sin 0). (54) На практике для измерения угловой скорости обычно используется 0 = 90 °. В случае летательного аппарата, например, с помощью руля, если устройство оснащено регулировочным устройством, которое пытается создать угловую скорость o 2, равную нулю, летательный аппарат будет иметь стабильную угловую скорость относительно соответствующей оси.

  • С помощью привода этот контроллер с рулем направления может управлять самолетом, создавая давление N, соответствующее опоре пружины, соответствующей угловой скорости прецессии. Очевидно, что для полной стабилизации и управления самолетом существуют три гироскопа с взаимно перпендикулярными осями. Помимо стабилизации, рассматриваемой с помощью регулировочного устройства, при использовании гироскопа в качестве чувствительного элемента его также можно использовать для непосредственной стабилизации обстрела судна и других установок.
Это и естественно, так как компоненты тензоров второго ранга преобразуются по единым формулам при переходе от главных осей к другим осям координат, повернутым относительно главных. Людмила Фирмаль

Другой важной характеристикой гироскопа является его способность сохранять ориентацию оси, когда он не применяется широко, хотя он широко применяется. Оборудования достаточно г 1 Рис. 147 Гироскоп в момент внешней силы. В этом случае ось гироскопа не прецессирует и не меняет направление в пространстве. Эта характеристика сбалансированных гироскопов используется в гирокомпасах, поворотниках, стабилизаторах и т. Д. Для этой цели используется гироскоп 3 DOF или свободный гироскоп.

Смотрите также:

Задачи по теоретической механике

Все, что вам нужно знать

Научные демонстрации Демонстрация гироскопы часто встречаются в учебных заведениях, таких как школы или колледжи для обучения физике гироскопов. Традиционная демонстрация гироскопы, как правило, имеют подвес, чтобы пользователь мог понять, как работает гироскоп. может постоянно указывать в одном направлении. Карданный гироскоп позволяет пользователю поместить веса/силы на одну ось, чтобы посмотреть, как отреагирует гироскоп.То пользователь также может надавить на сторону гироскопа (прикоснувшись к подвесу) и «почувствовать» задействованные силы, что часто придает немного больше волнения демонстрации.
Компьютерные манипуляторы

Есть это ряд компьютерных указывающих устройств (фактически мышь) на рынке у которых есть гироскопы, позволяющие управлять курсором мыши пока аппарат в воздухе! Они также являются беспроводными, поэтому идеально подходят для презентации, когда выступающий перемещается по комнате.Гироскоп внутри отслеживает движения вашей руки и переводит их на курсор движения.

Гоночные автомобили Гироскопическое поведение используется в индустрии гоночных автомобилей. Это потому что машина двигатели действуют как большие гироскопы. Это имеет свое применение, например, в В гонках American Indy car некоторые трассы имеют овальную форму. В течение В гонке машины движутся по трассе только в одном направлении (машина только когда-либо поворачивается в одном направлении e.грамм. осталось). Из-за гироскопических сил от двигатель в зависимости от того, вращается ли двигатель близко или против часовой стрелки нос автомобиля будет направлен вверх или вниз. Предоставление двигателя вращается в правильном направлении, это может помочь машине оставаться на трассе.
Мотоциклы Колеса на мотоциклах действуют как гироскопы и облегчают балансировку велосипеда. (стоять прямо) при движении.Подробнее см.: Как гироскопические силы влияют на мотоциклы
Велосипедное колесо как гироскоп
Волчки Волчок представляет собой простую форму гироскопа, так как волчок вращается. он может встать прямо, не падая, благодаря гироскопическому поведение. Однако математика более сложна, потому что трение с пол меняется, когда гироскоп наклоняется в сторону.
Гирокомпасы

Гирокомпасы в основном навигационные средства. Гироскопы не любят меняться направление, поэтому, если они установлены в устройство, которое позволяет им свободно двигаться (кардан с низким коэффициентом трения). Затем при перемещении устройства в разных направлениях гироскоп все равно будет указывать в одном направлении. Затем это можно измерить, а результаты можно использовать аналогично обычный компас.Но в отличие от стандартного магнитного компаса не является магнитным. изменения окружающей среды и показания являются точными. Гирокомпасы обычно используется на кораблях и самолетах.

Виртуальная реальность Гироскопы использовались в гарнитурах виртуальной реальности и других продуктах VR для ряда годы. В гарнитуре размещен ряд миниатюрных датчиков-гироскопов. В любом случае, когда пользователь двигает головой, направление и скорость отправляются обратно в компьютер.Затем компьютер может изменить отображение по мере необходимости.

Стабилизаторы/стабилизаторы поперечной устойчивости

Монорельсовые поезда

Опять же, из-за поведения, гироскопы используются, чтобы остановить вещи от падают, некоторые монопоезда используют гироскопы, а лодки/корабли часто используют их, поэтому что в плохом море лодку держат относительно прямо и не бросают.


Из книги: Х.Крэбтри (1914) “Волчки и гироскопические Движение”

Судовые стабилизаторы


Из книги: Х.Крэбтри (1914) “Волчки и гироскопические Движение” Фото: Андервуд и Андервуд.

Из книги: Х.Крэбтри (1914) «Волчки и гироскопический Движение» Фото: Underwood & Underwood.
Авиагоризонты/автопилот Это работает так же, как гирокомпас, но на другой оси. Датчик искусственного горизонта показывает положение самолета относительно горизонта т. е. изображение самолета.
Самокат Segway Для получения более подробной информации о том, как они работают, посетите сайт сигвей.
Робототехника В настоящее время гироскопы используются для удержания сложных роботов в вертикальном положении, которые обычно просто падают. над. Вот пример: Двуногий робот
Левитрон (ТМ)

Продаваемый как исполнительная игрушка, Левитрон является уникальным изобретением, которое показывает стабилизирующее действие гироскопов. Два мощных постоянных магнита позволяют гироскопу «парить» в воздухе. То первый магнит помещается на ровную поверхность, содержащуюся в пластиковом основании, а другой размещен в гироскопе. Если гироскоп поставить на пару дюймов над основанием без вращения гироскопа, а затем отпустите, он просто перевернется из-за притяжения магнитов и упадет (или притягивается) к базе. Если бы гироскоп можно было держать ровно, то силы магнитов будут удерживать их друг от друга.И это именно то, что гироскоп делает, когда он вращается с высокой скоростью.

На первом рисунке показан базовый магнит с прозрачным пластиковым лотком для поднятия гироскоп сверху. Гироскоп помещен на лоток и вот-вот быть закрученным.

На второй и третьей картинке теперь крутится гироскоп и прозрачный пластиковый лоток. поднимается в положение, при котором силы двух магнитов могут удерживать гироскоп парит в воздухе.

На последней картинке показан гироскоп, парящий в воздухе после прозрачного лотка. увезли.

Нажмите здесь, чтобы посмотреть видео о Левироне в действии

Обзор в промышленной перспективе

Датчики 2017,17, 2284 20 из 22

28.

Вентилятор, Z.; Луо, Х .; Лу, Г.; Ху, С. Прямое управление дизерингом без внешней обратной связи для кольцевого лазерного гироскопа.

Доп. Лазерная технология. 2012, 44, 767–770. [CrossRef]

29.

Korth, WZ; Хептонстолл, А .; Холл, Э.Д.; Араи, К.; Густафсон, Э.К.; Адхикари, Р.Х. Пассивный, свободный

гетеродинный лазерный гироскоп. Сорт. Quantum Gravity 2016, 33, 035004. [CrossRef]

30.

Hurst, R.B.; Майербахер, М.; Гебауэр, А .; Шрайбер, К.У.; Уэллс, Дж.П.Р. Высокоточное измерение скорости вращения

с помощью большого кольцевого лазерного гироскопа: определение масштабного коэффициента. заявл. Опц.

2017

,56, 1124–1130.

[CrossRef] [PubMed]

31. Вали В.; Шортхилл, Р. В. Волоконно-кольцевой интерферометр. заявл. Опц. 1976, 15, 1099–1100. [CrossRef] [PubMed]

32.

Ким Х.К.; Дигонне, MJF; Кино Г.С. Волоконно-оптический гироскоп с фотонной запрещенной зоной и воздушным сердечником. Дж. Технология световых волн.

2006, 24, 3169–3174. [CrossRef]

33.

Челикель, О. Конструкция и определение характеристик интерферометрического волоконно-оптического гироскопа (IFOG) с волоконным усилителем, легированным эрбием

(EDFA).Опц. Квантовый электрон. 2007, 39, 147–156. [CrossRef]

34.

Ю, К.; Ли, Х .; Чжоу Г. Разновидность гибридной оптической структуры IFOG. В материалах Международной конференции

по мехатронике и автоматизации 2009 г., Чанчунь, Китай, 9–12 августа 2009 г .; стр. 5030–5034.

35.

Сангхадаса, М.; Эшли, PR; Линдси, Джорджия; Брамсон, доктор медицины; Тоуни, Дж. Компенсация обратного рассеяния в инерциальных измерительных устройствах на основе IFOG

с модуляторами полимерной фазы.Дж. Технология световых волн.

2009

,27, 806–813.

[CrossRef]

36.

Ю, К.; Ли, Х .; Чжоу Г. Недорогой компактный волоконно-оптический гироскоп для сверхстабильной стабилизации прямой видимости

. В материалах симпозиума IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, Indian

Wells, CA, США, 4–6 мая 2010 г.; стр. 180–186.

37.

Ллойд, С.В.; Поклонники.; Дигонне, М.Дж.Ф. Экспериментальное наблюдение низкого уровня шума и малого дрейфа в волоконно-оптическом гироскопе

с лазерным приводом.Дж. Технология световых волн. 2013, 31, 2079–2085. [CrossRef]

38.

Ван З.; Ян, Ю .; Лу, П.; Луо, Р .; Ли, Ю .; Чжао, Д .; Пэн, К.; Ли, З. Двухполяризационный интерферометрический волоконно-оптический гироскоп

сверхпростой конфигурации. Опц. лат. 2014, 39, 2463–2466. [CrossRef] [PubMed]

39.

Ма, Х.; Он, З.; Хотате, К. Уменьшение шума, вызванного обратным рассеянием, путем подавления несущей в

волноводном оптическом кольцевом резонаторе-гироскопе. Дж. Технология световых волн.2011, 29, 85–90. [CrossRef]

40. Ма, Х.; Ван, В .; Рен, Ю .; Джин, З. Малошумящий процессор цифровых сигналов с малой задержкой для резонансного гироскопа Micro Optic

. Технология фотоники IEEE. лат. 2013, 25, 198–201. [CrossRef]

41.

Лей М.; Фэн, Л.С.; Чжи, Ю.З.; Лю, HL; Ван, Дж. Дж.; Рен, XY; Су, Н. Метод модуляции тока, используемый в микрооптическом гироскопе резонатора

. заявл. Опц. 2013, 52, 307–313. [CrossRef] [PubMed]

42.

Xie, H.; Федер, Г.K. Интегральные микроэлектромеханические гироскопы. Дж. Аэросп. англ.

2003

,16, 65–75.

[CrossRef]

43.

Маэнака, К.; Фудзита, Т .; Кониши, Ю.; Маэда, М. Анализ высокочувствительного кремниевого гироскопа с консольной балкой

в качестве вибрирующей массы. Сенсорные приводы A 1996, 54, 568–573. [CrossRef]

44.

Greiff, P.; Антковяк, Б.; Петрович А. Вибрационный микромеханический гироскоп. В материалах доклада Position

Симпозиум по местоположению и навигации, Атланта, Джорджия, США, 22–25 апреля 1996 г .; стр.31–37.

45.

Кларк, Вашингтон; Хоу, RT; Горовиц, Р. Поверхностный микромеханический вибрационный гироскоп с осью Z. В материалах

семинара по твердотельным датчикам и исполнительным механизмам, Хилтон-Хед-Айленд, Южная Каролина, США, 3–6 июня

1996; стр. 283–287.

46.

Джуно, Т.; Пизано, А .; Смит, Дж.Х. Двойная осевая работа микромеханического гироскопа скорости. В Proceedings

Международной конференции по твердотельным датчикам и исполнительным механизмам 1997 г., Чикаго, Иллинойс, США, 19 июня 1997 г .;

стр.883–886.

47.

Жанше Г.; Фучэн, К.; Бойю, Л.; Ле, К.; Чао, Л.; Ке, С. Разработка кремниевых МЭМС-гироскопов:

обзор. микросистема Технол. 2015,21, 2053–2066. [CrossRef]

48.

Мочида Ю.; Тамура, М .; Овада, К. Микромеханический вибрационный гироскоп с независимыми лучами

для режимов возбуждения и обнаружения. В материалах Двенадцатой международной конференции IEEE 1999 г. по микроэлектромеханическим системам

(MEMS ’99), Орландо, Флорида, США, 21 января 1999 г .; стр.618–623.

49.

Сешия А.А.; Хоу, RT; Монтегю, С. Интегрированный микроэлектромеханический резонансный выходной гироскоп.

В материалах Пятнадцатой международной конференции IEEE по микроэлектромеханическим системам 2002 г.,

Лас-Вегас, Невада, США, 24 января 2002 г.; стр. 722–726.

50.

Заман М.Ф.; Шарма, А .; Аязи, Ф. Высокопроизводительный камертонный гироскоп согласованного режима. В материалах

19-й Международной конференции IEEE по микроэлектромеханическим системам, Стамбул, Турция,

, 22–26 января 2006 г .; стр.66–69.

Что такое датчик гироскопа? Работа и ее применение

Датчик гироскопа — это устройство, используемое в гаджетах и ​​электронике, которое используется для определения направления. Гироскопический датчик также известен как датчик угловой скорости или угловой скорости. Этот датчик имеет очень специфическую и умную функцию, которая обеспечивает стабильность во время навигации на нашем устройстве. Наиболее распространенным использованием могут быть смартфоны; он чувствует движение и меняет для нас кадр. Он использует гравитацию как определяющую силу для угловой скорости.

Чтобы объяснить, что такое датчик гироскопа, проще говоря, все мобильные игры, в которые мы играем на мобильных телефонах или смартфонах, которые используют угловое движение и ускорение со скоростью вращения, выполняются датчиком гироскопа, мы смотрим фотографии и видео на 360 градусов просто из-за этого датчика.

Типы гироскопических датчиков

Гироскопические датчики бывают разных типов, и здесь мы обсудили их типы по размеру и характеристикам. Гироскопические датчики трех типов представляют собой гироскопические вращающиеся (классические) гироскопы, гироскопы с вибрирующей структурой и оптические гироскопы.

Помимо измерения угловой скорости, он также определяет движение объекта. Для лучшего обнаружения и работы в высококлассных и точных ситуациях чтения используются гироскопические датчики вместе с акселерометром.

Наиболее популярным гироскопическим датчиком является вибрационный гироскоп. 3D-технологии и пространство становятся все более возможными в сочетании с датчиками гироскопа. Типы гироскопических датчиков зависят от размера, поскольку они делятся на малые и большие.

Если говорить о размерах, то для них может быть много категорий.Гироскопические датчики движения доступны в различных вариантах размеров и характеристик. Благодаря инновационной технологии теперь производятся высокоточные и надежные устройства, которые также имеют компактные размеры.

Как работают гироскопические датчики?

Датчик гироскопа работает на основе угловой скорости и импульса. Он определяет угловой момент. В датчике имеется ротор, установленный на повороте, позволяющем ротору вращаться вокруг заданной оси. Эта конкретная ось называется подвесом.

В датчиках гироскопа есть два подвеса; один подвес наложен на другой. Благодаря этому ротор имеет свободу трех степеней. Датчик гироскопа указывает в том же направлении, если он натянут.

Применение гироскопических датчиков:

Основное применение гироскопа — измерение ориентации тел. Существует безграничное количество применений гироскопических датчиков, начиная от самолетов и заканчивая простыми мобильными телефонами.Они также используются для спасения автомобилей и моторных лодок. Он также может генерировать энергию и измерять скорость изменения вибрации и угловой скорости. Вибрация используется в навигационных системах для автомобилей и лодок. Это очень распространено в мобильных телефонах для игр и для функций дрожания камеры в цифровых камерах.

Он используется в любых приложениях, где необходимо измерять угловую скорость, определение угла и механизмы управления.

Определение угловой скорости:  Используется для обнаружения изменения углового движения во время движения объекта. Это также используется для обнаружения движения в спорте.

Углы обнаружения:  Углы ​​определяются датчиком гироскопа. Это требуется для навигации в автомобилях и подобных действий, таких как игровые контроллеры.

Механизм контроля датчиков:  Гироскопические датчики используются для обнаружения вибрации, вызванной внешними причинами. Одним из других приложений может быть контроль дрожания камеры и управление транспортным средством.

Заключение

Инженеры и разработчики используют гироскопические датчики и разрабатывают эффективные и недорогие продукты.Некоторыми из новых технологических достижений являются Распознавание жестов беспроводной мыши, управление направлением инвалидной коляски, система управления внешними устройствами с помощью команд жестов.

Гироскопические принципы авиационных приборов

В авиационных приборах гироскопы используются в координатах положения, компаса и поворота. Эти инструменты содержат колесо или ротор, вращающийся с высокой скоростью вращения, что придает ему два важных свойства: жесткость и прецессию. Ротор или гироскоп может приводиться в действие электрически или вакуумно-напорно специальным насосом на двигателе.

По своей конструкции гироскоп фиксируется в приборе с помощью колец или шарниров, что дает гироскопу определенную свободу движений. Именно эти движения или движения в каждой плоскости учитывают определенные характеристики, используемые в этих инструментах.

Пилоты, летающие под VMC, обычно полагаются на эти приборы только при выходе из ситуаций IMC. Имейте в виду, что для того, чтобы научиться летать по приборам, вам потребуются регулярные тренировки с пилотом безопасности, также известные как полеты под капотом.
Не зная приборов, большинство, если не все пилоты VFR, вероятно, разобьются при попытке полета в условиях IMC из-за отсутствия опыта и подготовки.



Жесткость и прецессия

Эти два свойства уникальны для любой вращающейся массы. Продолжайте читать ниже для объяснения того, как они работают и их применения в авиационных приборах.

Жесткость

Ротор гироскопического инструмента, несмотря на свои небольшие размеры, должен вращаться с очень высокой скоростью.Придавая им инерцию, также называемую жесткостью, ротор поддерживает это выравнивание с фиксированной точкой в ​​пространстве. В основном это происходит с каждым вращающимся объектом: колесом автомобиля или велосипеда, пропеллером и т. д. Например: эта жесткость придает движущемуся велосипеду устойчивость, предотвращая его падение во время езды.

На жесткость влияет ряд факторов: масса ротора, его число оборотов в минуту или угловая скорость и, наконец, расстояние от массы до оси вращения. Чем больше расстояние, тем больше жесткость при равной скорости вращения.Опять же, у велосипеда большие колеса, и он может медленно вращаться, чтобы получить достаточную устойчивость, чтобы велосипедист мог сохранять равновесие.

Прецессия

Когда вы прикладываете силу к точке вокруг вращающегося обода гироскопа, ротор будет наклоняться, как если бы сила была на 90° дальше в направлении движения, как показано на рисунке. Это кажущееся смещение приложенной силы называется прецессией.

Величина испытываемой прецессии зависит от следующих факторов: сила и направление приложенной силы, величина инерции гироскопа (концентрация массы на ободе), диаметр и число оборотов в минуту или вращательная (угловая) скорость гироскопа.

В заключение: скорость прецессии в свободном гироскопе прямо пропорциональна величине силы и обратно пропорциональна частоте вращения и моменту инерции. Таким образом, чем больше масса и скорость вращения гироскопа, тем он более устойчив и сохраняет свое положение в фиксированной точке пространства. Подробнее об этом читайте в Википедии о прецессии.

Карданные кольца

Ротор гироскопа удерживается на месте кольцами или более известными как карданные кольца. Они обеспечивают свободу движения в трехмерных плоскостях в соответствии с требованиями приборов самолета.Не всем инструментам нужны все плоскости движения одновременно, это зависит от их функции, см. следующие страницы.

Самолеты движения

Возможны три движения гироскопа: плоскость вращения гироскопа; плоскость приложенной силы и как следствие: плоскость прецессии. Пожалуйста, обратитесь к изображению выше для получения более подробной информации и трехмерного изображения.

Модели гироскопов

В зависимости от того, как вы установите или установите гироскоп в кольца подвеса, у него будет несколько плоскостей, в которых может двигаться гироскоп, каждая из которых будет полезна пилоту в разных инструментах.Ниже вы найдете список возможных установок:

  • Курсовой гироскоп может двигаться в одной плоскости (не в плоскости вращения), а движение в третьей плоскости используется для измерения прецессии. Вы увидите этот тип гироскопа в координаторе поворота или индикаторе поворота и крена (старые модели).
  • Привязанный гироскоп движется во всех трех плоскостях, но удерживается в одной плоскости внешней силой, обычно воздушными струями в случае указателя направления (гирокомпаса)
  • Земной гироскоп может свободно перемещаться во всех трех плоскостях, но удерживается в одной плоскости гравитацией Земли. Вы найдете этот гироскоп в индикаторе отношения.
  • Космический гироскоп движется во всех трех плоскостях и стабилизируется в фиксированной точке в пространстве. Очевидно, вы увидите, как этот гироскоп движется из-за вращения Земли, хотя на самом деле он вообще не движется в пространстве.

Эти гироскопические инструменты являются хрупким оборудованием и требуют надлежащего ухода и обращения с поддержанием вакуумной системы в соответствии с очень высокими стандартами. Только тогда пилот может полагаться на них в реальных условиях полета по приборам, когда базовое сиденье штанов часто выходит из строя, и результаты могут быть катастрофическими.

В настоящее время мы видим все больше и больше электронных гироскопов, это крошечные микроскопические устройства, способные воспринимать три оси и скорость изменения. Смотрите нашу следующую статью!

Написано ЕАИ.

Для чего нужен гироскоп? – YYCnewCentraLlibrary.com

Для чего нужен гироскоп?

Гироскопы применяются в компасе и автопилоте на кораблях и самолетах, в рулевых механизмах торпед, в инерциальных системах наведения, устанавливаемых на ракетах-носителях, баллистических ракетах и ​​орбитальных спутниках.

Для чего используется датчик акселерометра?

Акселерометр — это устройство, измеряющее вибрацию или ускорение движения конструкции.

Какое самое важное применение гироскопа?

Применение гироскопов включает инерциальные навигационные системы, такие как в телескопе Хаббл, или внутри стального корпуса подводной лодки. Из-за своей точности гироскопы также используются в гиротеодолитах для сохранения направления при разработке туннелей.

В чем преимущество гироскопа?

Гироскоп позволяет отслеживать изгибы, повороты и крены движущегося объекта. Доступ к более точной информации об ориентации имеет широкое практическое применение, помогая наземному роботу учитывать препятствия, которые он преодолевает, переводя реальные данные человека. перемещение мира в виртуальный мир, или …

Каковы принципы работы гироскопа?

Принципы гироскопии Как сказано в Первом законе Ньютона, «тело в движении имеет тенденцию двигаться с постоянной скоростью и направлением, если на него не действует внешняя сила». Вращающийся ротор внутри гироскопического прибора сохраняет постоянное положение в пространстве до тех пор, пока никакие внешние силы не влияют на его движение.

Каковы основные преимущества и недостатки акселерометра?

Важно, чтобы акселерометр питался от стабильного источника постоянного тока, чтобы уменьшить шум в сигнале, генерируемом акселерометром. Недостатком акселерометров с низким импедансом является то, что датчик имеет внутренний фиксированный диапазон и постоянную времени, что потенциально ограничивает их использование в некоторых приложениях.

В чем разница между акселерометром и датчиком гироскопа?

Акселерометры измеряют линейное ускорение (указывается в мВ/г) вдоль одной или нескольких осей. Гироскоп измеряет угловую скорость (задается в мВ/град/с).

В чем преимущества гироскопа?

Что такое гироскоп? – Определение из WhatIs.

com К

Гироскоп представляет собой устройство с вращающимся диском или колесным механизмом, в котором используется принцип сохранения углового момента: тенденция к тому, чтобы вращение системы оставалось постоянным, если на нее не действует внешний крутящий момент.

Гироскопы используются во многих изобретениях, как старых, так и новых, для стабилизации, направления или измерения вращательного движения. Колеса велосипеда, например, действуют как гироскопы, когда они раскручиваются до нужной скорости, что позволяет легче оставаться в вертикальном положении и труднее нарушить инерцию. Управляемые ракеты используют гироскопы для отслеживания и направления своих курсов.

Изменение направления устройства с гироскопом достигается вращением гироскопа, изменением его оси выходной силы. Измеряемое вращение многоосевых гироскопов с помощью датчиков обеспечивает точное измерение и управление многими устройствами.

Многие недавние дискуссии, связанные с гироскопами, вращаются вокруг смартфонов. В сочетании с гироскопами и технологией отслеживания местоположения акселерометры смартфонов можно использовать для обнаружения движения устройства в трехмерном пространстве. Это точное отслеживание движения используется для таких функций, как правильная ориентация дисплея для просмотра. Датчики можно использовать для управления играми, приложениями и виртуальной реальностью не только в смартфонах, но и в других устройствах, таких как гарнитуры виртуальной реальности.

Несмотря на свою полезность в этих областях, гироскопы также представляют некоторые проблемы с безопасностью.Возможности гироскопов также можно использовать для отслеживания местоположения по желанию пользователя или других сторон, которые имеют или получают доступ к устройству. Наряду с модифицированным программным обеспечением для распознавания речи устройства могут включать подслушивание, когда микрофон недоступен. Их также можно использовать для поддержания точности вибрационных атак клавиатуры, несмотря на движение телефона.

Последний раз это было обновлено в марте 2016 года.

Продолжить чтение О гироскопе

Гироскопы и навигация

 

Силы, действующие через центр тяжести гироскопа, известны как поступательные силы и не изменяют угол плоскости вращения, а перемещают гироскоп как единое целое.Таким образом, вращающийся гироскоп может свободно перемещаться в пространстве с помощью несущей рамы, не нарушая плоскости вращения ротора.

 

Ось гироскопа, как и у волчка, будет стремиться оставаться неподвижной в пространстве, но если ее возмущает внешняя сила, она будет двигаться или прецессировать под прямым углом к ​​приложенной силе. Сопротивление прецессии прямо пропорционально угловому моменту гироскопа , который является произведением его массы и скорости вращения.

 

 

Гирокомпас

 

В гирокомпасе используется вращающийся гироскоп, предварительно настроенный на север (или любой другой желаемый пеленг), и он будет поддерживать этот опорный пеленг независимо от того, какие маневры может совершать транспортное средство, на котором он установлен.В отличие от магнитного компаса гирокомпас невосприимчив к воздействию близлежащих магнитных (железных) конструкций, которые могут вызвать неточности пеленгов, указываемых стрелкой магнитного компаса.

 

 

Акселерометры

 

Было разработано множество устройств для измерения ускорения.Показанное здесь механическое устройство использует гироскопические силы для определения ускорения.

Изображение общественного достояния — изменено

Устройство PIGA, по сути, представляет собой гироскоп скорости, управляемый электрическим моментным двигателем, используемый для измерения ускорения и скорости путем интегрирования ускорения во времени. Он также используется для измерения пройденного расстояния путем интегрирования скорости во времени.Эта вторая интеграция первоначально выполнялась механическими интеграторами, но теперь выполняется электронным способом.

 

Стабилизированная платформа и инерциальная навигация

 

Инерциальные навигационные системы основаны на стабилизированной опорной платформе, состоящей из трех ортогональных гироскопов, сохраняющих фиксированную опорную ориентацию в пространстве независимо от любого движения транспортного средства, на котором они установлены.Используя акселерометры, такие как датчик PIGA, описанный выше, или электронные датчики в сочетании с интеграторами, можно определить положение в пространстве и ориентацию транспортного средства.

 

Главное преимущество инерциальной навигационной системы в том, что она работает независимо от сигналов с земли.

Оставить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.