大家好哇!我是湫湫,
本次文章主要想记录一下的陀螺仪的相关知识。
非常感谢大家的阅读,如果有不对的地方欢迎指正。
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一、序言
陀螺仪主要应用于手机,航空,视频游戏机和机器人。此外,我们的身体也有一个内置的陀螺仪,即前庭系统,它给我们提供有关方向和保持平衡信息。主要有机械陀螺仪,振动陀螺仪,光学陀螺仪三部分。
陀螺仪根据其组成,可以实现两个功能,提供关于系统相对于参考轴的方向变化的信息,或者提供关于系统旋转时方向变化速率的信息,即角速度。
根据牛顿第一定律:
如果作用在物体上的合外力为零时,其加速度也将为零,因此它将具有恒定的速度。
旋转系统的类比定律:
如果是施加在物体上的外部扭矩为零,则它将具有恒定的角速度。
牛顿第二定律:
作用于物体上的力等于其质量乘以加速度。
F=ma
作用于系统的合力的扭矩等于其角动量的变化率。
二、机械陀螺仪实际应用:
(1)空间刚性:
是利用旋转物体的空间刚性,如果以一定的角速度旋转一个圆盘,并且在圆盘上没有其他力的作用,它的角动量将保持不变,将继续绕着同一轴旋转,保持方向不变。
局限性:轴的摩擦力都会逐渐减小圆盘的角动量,通过悬挂传递的扭矩力无论多小,都会改变原来的方向。
(2)确定系统速度:
应用了进动的物理现象,进动是一种圆周运动,当一个旋转的物体受到使其改变方向的力的影响时,就会出现进动现象。
三、科里奥利效应震动陀螺仪
应用广泛,可以低成本制造非常小巧的尺寸,因此可以继承各种电子设备中。
科里奥利加速度:
一个粒子以恒定的角速度,绕一点旋转,粒子轨迹形成一个半径为R1,切向速度为V1,如下图所示。
该粒子径向移动一段距离,定义轨迹圆的的大小会增加,切向速度增加,才能以相同的角速度旋转。切向速度增加,会有一个加速度,即弯曲加速度。
局限性:加速度大的情况下&