陀螺仪英文解释翻译、陀螺仪的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 gyroscope

分词翻译：

螺的英语翻译：

snail; spiral shell; whorl

仪的英语翻译：

appearance; bearing; ceremony; instrument; present

专业解析

陀螺仪 (tuó luó yí) - 汉英词典释义

中文定义：陀螺仪是一种利用高速旋转的转子（陀螺）来测量或维持方向的装置。其核心原理基于角动量守恒定律和陀螺效应。当转子高速旋转时，其旋转轴倾向于保持其初始的空间指向不变，对外力作用产生的干扰运动（如进动）具有抵抗性。这种特性使其能够精确感知载体（如飞机、船舶、导弹、手机）在空间中的角速度（旋转速率）和角位移（姿态变化）。

英文对应词：

Gyroscope (最常用和核心对应词)
Gyro (Gyroscope的常用缩写，尤其在工程和日常语境中)

词源与构成：

“陀螺” (tuó luó)：中文指一种儿童玩具，通过抽打使其在地面高速旋转并保持直立，形象地体现了旋转与稳定的概念。
“仪” (yí)：表示仪器、装置。
“Gyroscope”：源自希腊语 “gyros” (意为“旋转”或“圆环”) 和 “skopein” (意为“观察”)，字面意思为“观察旋转”。

专业定义与工作原理：陀螺仪的核心是一个高速旋转的转子（通常由电机驱动），安装在一个或多个框架（Gimbal）内，这些框架允许转子轴在空间自由改变方向。根据牛顿力学原理，高速旋转的转子具有很大的角动量 (Angular Momentum)。根据角动量守恒定律，如果没有外力矩作用，转子的旋转轴方向在惯性空间中将保持不变。当外部载体（安装陀螺仪的物体）发生旋转时，框架会产生相对运动，通过检测框架的偏转角度或产生的力矩（如陀螺力矩），即可精确测量载体相对于惯性空间的角速度或姿态角（如俯仰角、滚转角、偏航角）。

主要类型与应用：

机械陀螺仪 (Mechanical Gyroscope)：传统类型，包含高速转子和机械框架（如二自由度、三自由度陀螺仪）。精度高，但结构复杂、体积大、存在摩擦和磨损。应用于高精度惯性导航系统（如飞机、舰船、航天器）。
光学陀螺仪 (Optical Gyroscope)：
- 激光陀螺仪 (Ring Laser Gyroscope - RLG)：利用环形激光腔内两束反向传播激光的萨格纳克效应 (Sagnac Effect) 来测量旋转角速度。无活动部件，启动快，可靠性高，精度高。广泛应用于现代航空电子、导弹制导和陆地导航系统。
- 光纤陀螺仪 (Fiber Optic Gyroscope - FOG)：原理与RLG类似，但使用绕成多圈的光纤环代替环形激光腔。具有体积小、重量轻、成本相对较低、抗冲击性好等优点。广泛应用于战术级导弹、无人机、汽车导航、机器人等领域。
微机电系统陀螺仪 (MEMS Gyroscope)：基于微电子机械技术制造，利用科里奥利效应 (Coriolis Effect) 检测角速度。当质量块在平面内振动时，若存在垂直于振动平面的旋转角速度，会产生科里奥利力，导致质量块在垂直方向运动，通过检测该运动即可得到角速度。具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、易于集成等显著优势。是现代智能手机、平板电脑、游戏手柄、消费级无人机、汽车电子稳定系统(ESP)等设备中实现运动感测和姿态控制的核心元件。

核心功能陀螺仪的核心功能是测量或参考空间中的角运动，具体包括：

角速度测量 (Angular Rate Sensing)：检测载体绕其自身坐标轴（X, Y, Z）旋转的瞬时速率（单位：度/秒 °/s 或弧度/秒 rad/s）。
姿态确定 (Attitude Determination)：通过对角速度信号进行积分（通常需结合加速度计、磁力计数据进行传感器融合和误差校正），计算出载体相对于参考坐标系（如当地水平面或地心惯性系）的姿态角（俯仰 Pitch、横滚 Roll、偏航 Yaw）。
稳定性控制 (Stabilization)：利用陀螺仪的输出信号作为反馈，控制执行机构（如电机、舵机）来稳定平台（如相机云台、望远镜、船舶、卫星）或车辆（如摩托车、无人机）的姿态。
惯性导航 (Inertial Navigation)：作为惯性测量单元 (IMU) 的核心组件之一（与加速度计组合），通过测量载体的角速度和线加速度，经过积分运算，推算出载体的位置、速度和姿态信息，无需依赖外部信号（如GPS），在GPS失效或受干扰的环境（如水下、隧道、深空）中至关重要。

参考来源：

NASA Technical Reports Server (NTRS) - Gyroscopic Theory and Applications. (权威航天技术资料库)
IEEE Xplore Digital Library - Principles of Ring Laser Gyroscopes. (国际电气电子工程师协会文献库)
SPIE Digital Library (International Society for Optics and Photonics) - Fiber Optic Gyroscope Technology Review. (光学工程领域权威文献库)
MEMS Journal / Elsevier Sensors and Actuators A: Physical - Review on MEMS Gyroscopes: Principle, Design, and Applications. (微机电系统领域核心期刊)
AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) Publications - Inertial Navigation Systems: Principles and Integration. (航空航天领域权威机构出版物)

网络扩展解释

陀螺仪是一种基于角动量守恒原理的测量或维持方向的装置，以下是其核心要点：

1.基本原理

陀螺仪的核心是一个高速旋转的转子（通常对称设计），利用角动量守恒保持旋转轴方向稳定。当外部力试图改变转子方向时，会产生进动现象，通过测量这种运动可确定物体角速度变化。

2.主要类型

机械陀螺仪：早期类型，依赖物理旋转部件，精度高但体积大（如传统航空仪表）。
光纤陀螺仪（FOG）：利用光在光纤环中的干涉效应，无运动部件，可靠性强（用于航天、军事）。
激光陀螺仪（RLG）：通过激光束的环形路径检测相位差，常用于飞机导航。
MEMS陀螺仪：微机电技术制造，体积小、成本低（如智能手机、无人机）。

3.关键应用

导航系统：飞机、船舶、航天器的惯性导航，结合加速度计实现精确定位。
消费电子：手机屏幕旋转感应、VR设备动作追踪、相机防抖等。
工业与科研：机器人平衡控制、地质勘探设备姿态监测。

4.技术发展

1852年法国科学家傅科首次提出概念，20世纪随着航空航天需求推动精密陀螺仪发展。21世纪MEMS技术普及后，陀螺仪从高端军用转向民用大规模应用。

5.局限性

长时间使用可能因误差累积导致“漂移”，需配合GPS或其他传感器校准。高精度型号（如光纤陀螺）仍面临成本和功耗挑战。

如需更深入的物理公式，陀螺仪进动角速度可表示为：
$$ Omega = frac{tau}{L} $$
其中$tau$为外力矩，$L$为转子角动量。