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上海紫航电子科技有限公司
1概述:一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上,使陀螺的自转轴有角转动的自由度,这种装置的总体叫做陀螺仪。
2实验原理
陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位,是由于它的两个基本特性:一为定轴性(inertia or rigidity),另一是进动性(precession),这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下
2.1定轴性
当三自由度陀螺转子高速旋转后,若不受外力矩的作用,不管基座如何转动,支撑在万向支架上的 陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变,这种特性叫“定轴性”。如果我们以地球为基准,则可以认为三自由度陀螺相对于地球运动,这种运动称为陀螺的假视运动或视在运动。视在运动是陀螺稳定性的表现。
其惯性随以下的物理量而改变:
1)转子质量愈大,转动惯量愈大;
2)转子旋转半径愈大,转动惯量愈大;
3)转子旋转速度愈高,转动惯量愈大;
2.2进动性
在运转中的陀螺仪,如果外界施一作用或力矩在转子旋转轴上,则旋转轴并不沿施力方向运动,而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动,此现象即是进动性。
进动性的大小也有三个影响的因素:
1)外界作用力愈大,其进动性也愈大;
2)转子的质量惯性矩(moment of inertia)愈大,进动性愈小;
3)转子的角速度愈大,进动性愈小;
而进动方向可根据进动性原理取决于施力方向及转子旋转方向。
3.组成和性能指标:
组成:
1)刚体陀螺仪 1台
2)刚体陀螺仪控制器 1个
3)电源适配器 1个
4)可充电锂电池和充电器 1个
5)仪器箱 1个
性能指标:
高速旋转的电机演示陀螺的特性,演示陀螺的定轴性、进动性。
1)刚体陀螺仪:尺寸:200*200*200mm,重量: 1.6Kg
2)转子电机:直流无刷电机(双电机结构)
3)电机转速:0~6000r/min(可调)
4)电源: 电压:DC +12V 电流:3A
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