SL-IMU-1-慣性技術簡介


1.慣性技術發展歷史

1852年:在傅科擺基礎上,提出了關於陀螺的定義、原理及應用設想;

在1900與1910之間:陀螺儀技術形成和發展的開端:陀螺羅經用於船艦的導航;

1910:提出舒勒調諧原理:為慣導系統的發展奠定了重要的應用理論基礎;

在1920到1930之間:陀螺轉彎儀、陀螺地平儀和陀螺方向儀作為指示儀表在飛機上使用;

1940到1950之間:慣性制導技術在德國的V-2火箭和導彈上的開創性應用;

1950:慣性級精度的液浮陀螺儀研制成功

1950到1960之間:慣導系統在飛機上試飛成功;核潛艇完成了依靠慣導系統冰下穿越北極;

上面可以忽略不計!!!!!!!!!

2、慣性器件---機械陀螺

定軸性: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,即指向一個固定的方向;同時反抗任何改變轉子軸向的力量。

進動性:當轉子高速旋轉時,若外力矩作用於外環軸,陀螺儀將繞內環軸轉動;若外力矩作用於內環軸,陀螺儀將繞外環軸轉動。其轉動角速度方向與外力矩作用方向互相垂直。

機械陀螺(很少用了!!!)

慣性器件-激光陀螺

sagnac效應由法國物理學家於1913年發現,其原理是干涉儀相對慣性空間靜止時,光路A和B的光程相等,當有角速度時,光程不相等,便會產生干涉。

慣性器件-光纖陀螺

同樣基於Sagnac效應,傳播介質改成了光纖。

慣性器件--MEMS陀螺

科里奧利力(Coriolis force ,簡稱科氏力),是對旋轉體系(比如自轉的地球,旋轉的圓盤等)中進行直線運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述

科里奧利力:意思就是說圓盤靜止的時候,從里面往外面畫出來的是一條直線;假設圓盤旋轉了,旋轉以后球畫出來的就不是一條直線了,是一條弧線,也就是說,如果一個東西往前運動,然后旋轉,它運動所在載體上的時候,這個運動的東西會受到一個力,往另一個方向去走,這就是科里奧利力的概念,上面的F;說明一下這個力的方向,因為小球是要由里往外運動,而旋轉的話會帶動小球往旋轉的方向運動,但是為了維持由里往外的運動方向,則就產生了一個與旋轉方向相反的力F。只是個人的理解。

 一個物體在旋轉盤靜止的時候,由內往外畫直線,則是一條直線;如果旋轉盤運動,則畫出來的線就是如上面所示的弧線;

在沒有旋轉的時候,是沿着直線去擺動的,上下移動;

在有旋轉的時候,由於收到科里奧利力的作用,這個擺動就不會走直線,而是畫弧線,可以從支撐這個擺架的四個角收到扭動的力,這個扭動力量的大小就反應了角速度的大小,通過這種方式來測量角速度;

保持原來的運動狀態不變就叫做慣性

 當一個球放在圓盤上,由里往外運動的時候,它自己正常是要走直線的,旋轉的時候,由於慣性的作用它會沿直線的方向去走,就是不想讓你改變我運動狀態的這樣一個反向的力,這就是科里奧利力;

不想改變自己的轉軸,要反抗它,那這就是靜動性。

慣性器件-加速度計

當運載體相對慣性空間做加速度運動時,儀表殼體也隨之做相對運動,質量塊保持慣性,朝着與加速度方向相反的方向產生位移(拉伸或者壓縮彈簧)。當位移量達到一定值時,彈簧給出的力使質量塊以同一加速度相對慣性空間做加速運動,加速度的大小與方向影響質量塊相對位移的方向與拉伸量。

 

 

 


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