이 자이로스코프 데모 소품의 로터에는 전원이 없습니다. 데모에 사용할 경우 특정 속도에 도달하려면 고속 모터에 연결한 다음 연결을 끊고 플랫폼에 배치해야 합니다. 시연은 로터의 관성에 의존하여 계속 작동합니다.

실제 고정밀 기계식 자이로스코프는 극도로 복잡하고, 관련 기술은 여전히 ​​기밀이다(군용 등급은 간섭 방지가 필요하기 때문에 기계식 자이로스코프는 여전히 사용되고 있으며, 새로운 레이저 자이로스코프는 여전히 사용되고 있다.(상업용) 항공과 같은 응용 프로그램), 게시된 정보는 상대적으로 단순한 기본 모델일 뿐입니다. 민간용 자이로스코프는 실제로 가장 간단한 응용 분야인 각속도 센서입니다.

01 볼 베어링 프리 자이로스코프

클래식한 자이로스코프입니다. 지지를 위해 볼 베어링을 사용하는 것은 가장 초기이자 가장 널리 사용되는 지지 방법입니다. 볼 베어링은 직접 접촉에 의존하며 마찰 토크가 큽니다. 자이로스코프의 정확도는 높지 않고 드리프트 속도는 시간당 몇도입니다. 그러나 안정적으로 작동하며 정밀도 요구 사항이 높지 않은 상황에서도 사용됩니다. 자유 회전자 자이로스코프(이중 자유도 자이로스코프)는 내부 및 외부 링 축 각도 감지 요소를 사용하여 두 가지 자세 각도를 측정할 수 있습니다.

02 액체 플로팅 자이로스코프

플로트 자이로스코프라고도 합니다. 내부 프레임(내부 링)과 로터는 밀봉된 구형 또는 원통형 플로트 어셈블리를 형성합니다. 플로트 어셈블리에서 로터가 고속으로 회전하고 플로트 어셈블리와 쉘 사이에 부유 액체가 채워져 필요한 부력과 감쇠를 생성합니다. 부력이 플로트 어셈블리의 무게와 같으면 완전 플로팅 자이로라고 하며, 부력이 플로트 어셈블리의 무게보다 작으면 반 플로팅 자이로라고 합니다. 부력 지지대를 사용함으로써 마찰 모멘트가 줄어들고 자이로스코프의 정확도가 높아지지만 위치를 잡을 수 없기 때문에 마찰이 여전히 존재합니다. 이러한 단점을 보완하기 위해 일반적으로 액체 부상에 자기 부상이 추가됩니다. 즉, 부유 액체가 플로트 어셈블리의 무게를 견디고 자기장에 의해 형성된 추력을 사용하여 플로트 어셈블리를 부유하게 만듭니다. 중앙 위치. 또한, 고속 회전하는 로터와 내부 프레임 사이에 형성되는 동압 공기막을 이용하여 로터를 지지할 수도 있다. 이러한 방식을 동압 공기 부양 지지라고 한다. 현대의 고정밀 단일 자유도 액체 부동 자이로스코프는 액체 부상, 자기 부상 및 동적 압력 공기 부상을 사용하는 삼중 부동 자이로스코프인 경우가 많습니다. 이 유형의 자이로스코프는 시간당 0.01도의 드리프트 속도로 볼 베어링 자이로스코프보다 더 정확합니다. 그러나 액체 부유식 자이로스코프는 더 높은 처리 정확도, 엄격한 조립, 정밀한 온도 제어가 요구되므로 비용이 더 많이 듭니다.

03 정전기 자이로스코프

전기 부유 자이로스코프라고도 합니다. 금속 구형 중공 로터 주변에 고른 분포의 고전압 전극을 설치하여 로터에 정전기장을 형성하고, 정전기력을 이용하여 고속 회전하는 로터를 지지합니다. 이 방식은 구형 지지체로서 회전자가 회전축을 중심으로 회전할 수 있을 뿐만 아니라 회전축에 수직인 어떤 방향으로도 회전할 수 있으므로 자유 회전자 자이로스코프 형태입니다. 정전기장은 흡입력만 가지고 있습니다. 로터가 전극에 가까울수록 흡입력이 커지므로 로터가 불안정해집니다. 로터를 중앙 위치에 유지하기 위해 로터에 가해지는 힘을 변경하는 데 지원 회로 세트가 사용됩니다. 정전식 자이로스코프는 비접촉식 지지체를 채택하고 마찰이 없기 때문에 정확도가 높고 드리프트 속도가 시간당 10~10도 정도로 낮습니다. 더 큰 충격과 진동을 견딜 수 없습니다. 단점은 구조와 제조공정이 복잡하고 가격이 높다는 점이다.

04 유연한 자이로스코프

탄성 지지 장치에 로터가 장착된 자이로스코프입니다. 가장 널리 사용되는 플렉서블 자이로스코프는 동적으로 조정되는 플렉서블 자이로스코프입니다. 내부 유연한 로드, 외부 유연한 로드, 밸런스 링, 로터, 구동축 및 모터로 구성됩니다. 밸런스 링의 비틀림 운동 중에 생성되는 동적 반력 모멘트(자이로스코프 모멘트)에 의존하여 유연한 로드 지지대에 의해 생성된 탄성 모멘트의 균형을 유지함으로써 로터가 구속되지 않는 자유 로터가 되도록 하는 것이 밸런스입니다. 플렉서블 자이로스코프는 1960년대 급속도로 발전한 관성소자로서 구조가 간단하고 정확도가 높으며(액체 부유식 자이로스코프와 유사) 가격이 저렴해 항공기와 미사일에 널리 사용됐다.

05 레이저 자이로스코프

위의 자이로스코프와는 구조적 원리가 전혀 다릅니다. 레이저 자이로스코프는 실제로 고속으로 회전하는 기계식 회전자가 없는 링 레이저이지만 레이저 기술을 사용하여 관성 공간에 대한 물체의 각속도를 측정하고 레이트 자이로스코프의 기능을 가지고 있습니다. 레이저 자이로스코프의 구조와 작동은 다음과 같습니다. 삼각형 공동은 열팽창 계수가 매우 작은 재료로 만들어집니다. 세 개의 반사경이 캐비티의 각 꼭지점에 설치되어 닫힌 광 경로를 형성합니다. 공동은 비워지고 헬륨과 네온 가스로 채워지며 레이저 발생기를 형성하기 위한 전극이 장착됩니다. 레이저 발생기는 반대 방향으로 향하는 두 개의 레이저 빔을 생성합니다.

링 레이저가 정지 상태에 있을 때 원 주위의 두 레이저 빔의 광 경로는 동일하므로 주파수는 같고 두 주파수의 차이(주파수 차이)는 0이며 간섭 줄무늬는 0입니다. . 링 레이저가 닫힌 광 경로 평면에 수직인 축을 중심으로 회전하면 회전 방향과 일치하는 광 빔의 광 경로가 확장되고 파장이 증가하며 다른 광 빔의 주파수는 반대가 됩니다. 그래서 주파수 차이가 발생하고 간섭 무늬가 형성됩니다. 단위 시간당 간섭 무늬의 수는 회전 각속도에 비례합니다. 레이저 자이로스코프의 드리프트 속도는 0.1~0.01도/시간으로 매우 안정적이며 선형 가속도의 영향을 받지 않습니다. 이는 항공기의 관성 항법에 사용되며 유망한 새로운 자이로스코프입니다.