陀螺仪的工作原理

陀螺是一个绕固定支点快速旋转的刚体。通常陀螺指的是对称陀螺。它的质量均匀分布，形状对称轴，旋转轴是它的对称轴。在一定力矩的作用下，陀螺会一直旋转，绕一个恒定的轴旋转，这就是所谓的陀螺的进动或回转效应。这是日常生活中常见的现象，比如很多孩子小时候玩的陀螺。随着科技的进步，人类根据陀螺仪的机械特性，制造出了具有多种功能的陀螺仪。

它是一种测量高速旋转物体的角运动的精密装置，其角运动敏感壳在相对惯性空间中绕一个或两个与旋转轴正交的轴运动。

它的应用范围很广，在军事、科技、科研和应用中不可或缺。例如:陀螺仪的章动、壳体的翻转、方向指示器和电罗经等。

根据用途，陀螺仪可分为指示陀螺仪和传感陀螺仪。前者一般用作飞行员和驾驶仪表的飞行状态指示；后者一般用于运动中的飞行物的自动控制系统。

陀螺仪是一种机械仪器，它的重要组成部分是一个绕转轴高速旋转的转子，这个转子安装在一个框架中。然后在转子的中轴线上加一个内环架。有了这个装置，它可以围绕飞机的两个轴自由移动。如果在内环框架外增加一个外环框架，它可以有两个平衡环。此时，它可以围绕飞机的三个轴自由移动。这个装置已经是非常完整的空间陀螺了。

陀螺仪的工作原理是，当一个旋转的物体，其旋转轴所指向的方向不受外力影响时，不会发生变化。就是基于这个原理，用来保持一定的方向。也是根据这个原理制作的。正常工作时，为了使其高速旋转，需要给它一个外力，一般可以达到每分钟几十万转。因此，它可以持续工作很长时间。然后用不同的方法记录转轴指示的方向，自动向控制系统发送数据信号。

目前陀螺仪一般分为激光陀螺仪、光纤陀螺仪、微机械陀螺仪和压电陀螺仪，都是电子式的，可以和GPS、磁阻芯片、加速度计一起做成惯性导航控制系统。

其实陀螺仪既古老又充满活力。人们已经使用了半个多世纪，但是这么多年过去了，很多研究者仍然对它的研究很感兴趣。为什么？这是因为它有许多特点。它的两个基本特征是进动性和稳定性。小时候玩陀螺就知道，陀螺高速旋转时，能直立不落地，可见其稳定性。