科普展覽品陀螺儀基本介紹

剛體陀螺儀，是展示陀螺原理、陀螺力學的教具，演示陀螺的定軸性和進動性的實驗教具。在高校航空航太類教學實驗中得到認可，併成功應用於科普類展覽館，

科普展覽品陀螺儀性能特點

陀螺儀（gyroscope）的原理就是，一個高速旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。根據這個道理，製作保持方向的設備，就叫陀螺儀。

陀螺儀是飛機等飛行儀表 儀錶的核心部件，它有兩個基本特性：一爲定軸性（inertia or rigidity），另一是進動性（precession），這兩種特性都是建立在角動量守恆的原則下。陀螺儀構造如圖。

科普展覽品陀螺儀技術參數

1）鋁合金臺體和不鏽鋼結構，尺寸：230*230*230mm，重量:2.6Kg

2）轉子電機：直流無刷電機（雙電機結構）；

3）電機轉速：0~10000r/min（可調）；

4）電源：電壓：DC +12V，電流：<2A

5）3只滑環，12A-12V

6）100g砝碼1只。

7）串口通訊

科普展覽品陀螺儀使用說明

實驗操作

將剛體陀螺儀器平放在桌面上，儀器週轉保留一定空間。

1）接通電源，打開開關；

2）設置轉子轉速：大、中、小；

3）啓動陀螺，觀察陀螺轉子轉速是否已經穩定；

4）定軸性實驗

當三自由度陀螺轉子高速旋轉後，若不受外力矩的作用，不管基座如何轉動，支撐在萬向支架上的陀螺儀自轉軸指向慣性空間的方位不變，這種特性叫“定軸性”。

當陀螺轉子高速旋轉穩定後，手持基座分別繞剛體陀螺三個軸轉動，觀測剛體陀螺儀轉子軸的指向的變化。

分別改變轉子轉速大中小，觀測陀螺轉子軸的變化。

5）進動性實驗

進動性是三自由度陀螺儀的一個基本特性。陀螺儀繞着與外力矩向量相垂直的方向的轉動，叫做進動，其轉動角速度叫做進動角速度。

進動角速度的方向取決於轉子動量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自轉方向轉動90°即爲進動角速度( )向量方向。或者用右手定則記憶：從動量矩H沿短路徑握向外力矩M的右手旋進方向，即爲進動角速度方向。

通過控制器可改變轉子飛輪正反轉、轉速，從而控制動量矩H的方向和大小，通過內框兩側不同一側加掛已知重量砝碼，改變外力矩M的大小和方向，動量矩H爲轉子轉動慣量和轉速的乘積，方向符合右手定則

進動角速度計算公式：ω=M/H sinθ

當θ=90°時，sinθ=1，所以

ω=M/H =M/Iωr

6）關閉電源，斷開開關；

7）撤收儀器設備。

 

 

 

科普展覽品陀螺儀採購須知

適用課程

導航原理、慣性感測器原理、慣性導航原理、導航制導與控制、飛行控制原理、實訓實驗、基礎力學、剛體力學、陀螺力學、理論力學、新型感測器原理及應用、航空航太設備展覽、社區科普展覽等用途。