
gyroscopic
回转仪(Gyroscope)是一种基于角动量守恒原理设计的物理装置,主要用于测量或维持物体在空间中的方向与旋转状态。其核心结构包含高速旋转的转子,转子轴方向在不受外力干扰时可保持恒定,这一特性被称为“定轴性”。在工程学领域,回转仪被广泛应用于惯性导航系统、航空航天姿态控制、智能手机运动传感等领域。
从汉英词典定义角度,回转仪对应的英文术语为"gyroscope",源自希腊语"gyros"(旋转)和"skopein"(观测)。《牛津英语词典》将其解释为“通过旋转体的角动量抵抗方向变化的装置”。其数学表达可简化为: $$ tau = frac{dL}{dt} $$ 其中$tau$为外力矩,$L$为角动量。
根据《中国大百科全书·物理学卷》,现代回转仪的发展历经机械式、光学式(如激光陀螺)到微机电系统(MEMS)三个阶段。美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究表明,MEMS陀螺仪精度已达0.1°/小时量级,广泛应用于消费电子产品。
回转仪是一种基于陀螺效应的装置,其核心原理是利用高速旋转物体的定轴性实现方向稳定。以下是详细解释:
基本定义与原理
回转仪通过陀螺高速旋转时转轴方向恒定不变的特性制成。其核心组件是厚重对称的陀螺转子,当转子高速旋转时,角动量使其具有抵抗方向改变的惯性,即使支架发生倾斜或移动,转轴仍保持原方向。
结构与功能实现
典型结构包含内外双环支架,允许陀螺绕相互垂直的轴自由转动,从而适应空间任意方位。这种设计使其能有效隔离外部干扰,维持方向基准。
主要应用领域
扩展应用案例
在汽车领域,回转仪效应可解释车辆因悬架倾斜导致的跑偏现象。例如,当车架左右高度不一致时,转向节铰接点倾斜会通过回转仪效应引发车轮转向趋势。
提示:如需了解更专业的机械原理或具体型号参数,可参考物理教材或工程类文献。
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