陀螺儀英文解釋翻譯、陀螺儀的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 gyroscope

分詞翻譯：

螺的英語翻譯：

snail; spiral shell; whorl

儀的英語翻譯：

appearance; bearing; ceremony; instrument; present

專業解析

陀螺儀 (tuó luó yí) - 漢英詞典釋義

中文定義：陀螺儀是一種利用高速旋轉的轉子（陀螺）來測量或維持方向的裝置。其核心原理基于角動量守恒定律和陀螺效應。當轉子高速旋轉時，其旋轉軸傾向于保持其初始的空間指向不變，對外力作用産生的幹擾運動（如進動）具有抵抗性。這種特性使其能夠精确感知載體（如飛機、船舶、導彈、手機）在空間中的角速度（旋轉速率）和角位移（姿态變化）。

英文對應詞：

Gyroscope (最常用和核心對應詞)
Gyro (Gyroscope的常用縮寫，尤其在工程和日常語境中)

詞源與構成：

“陀螺” (tuó luó)：中文指一種兒童玩具，通過抽打使其在地面高速旋轉并保持直立，形象地體現了旋轉與穩定的概念。
“儀” (yí)：表示儀器、裝置。
“Gyroscope”：源自希臘語 “gyros” (意為“旋轉”或“圓環”) 和 “skopein” (意為“觀察”)，字面意思為“觀察旋轉”。

專業定義與工作原理：陀螺儀的核心是一個高速旋轉的轉子（通常由電機驅動），安裝在一個或多個框架（Gimbal）内，這些框架允許轉子軸在空間自由改變方向。根據牛頓力學原理，高速旋轉的轉子具有很大的角動量 (Angular Momentum)。根據角動量守恒定律，如果沒有外力矩作用，轉子的旋轉軸方向在慣性空間中将保持不變。當外部載體（安裝陀螺儀的物體）發生旋轉時，框架會産生相對運動，通過檢測框架的偏轉角度或産生的力矩（如陀螺力矩），即可精确測量載體相對于慣性空間的角速度或姿态角（如俯仰角、滾轉角、偏航角）。

主要類型與應用：

機械陀螺儀 (Mechanical Gyroscope)：傳統類型，包含高速轉子和機械框架（如二自由度、三自由度陀螺儀）。精度高，但結構複雜、體積大、存在摩擦和磨損。應用于高精度慣性導航系統（如飛機、艦船、航天器）。
光學陀螺儀 (Optical Gyroscope)：
- 激光陀螺儀 (Ring Laser Gyroscope - RLG)：利用環形激光腔内兩束反向傳播激光的薩格納克效應 (Sagnac Effect) 來測量旋轉角速度。無活動部件，啟動快，可靠性高，精度高。廣泛應用于現代航空電子、導彈制導和陸地導航系統。
- 光纖陀螺儀 (Fiber Optic Gyroscope - FOG)：原理與RLG類似，但使用繞成多圈的光纖環代替環形激光腔。具有體積小、重量輕、成本相對較低、抗沖擊性好等優點。廣泛應用于戰術級導彈、無人機、汽車導航、機器人等領域。
微機電系統陀螺儀 (MEMS Gyroscope)：基于微電子機械技術制造，利用科裡奧利效應 (Coriolis Effect) 檢測角速度。當質量塊在平面内振動時，若存在垂直于振動平面的旋轉角速度，會産生科裡奧利力，導緻質量塊在垂直方向運動，通過檢測該運動即可得到角速度。具有體積小、重量輕、功耗低、成本低、易于集成等顯著優勢。是現代智能手機、平闆電腦、遊戲手柄、消費級無人機、汽車電子穩定系統(ESP)等設備中實現運動感測和姿态控制的核心元件。

核心功能陀螺儀的核心功能是測量或參考空間中的角運動，具體包括：

角速度測量 (Angular Rate Sensing)：檢測載體繞其自身坐标軸（X, Y, Z）旋轉的瞬時速率（單位：度/秒 °/s 或弧度/秒 rad/s）。
姿态确定 (Attitude Determination)：通過對角速度信號進行積分（通常需結合加速度計、磁力計數據進行傳感器融合和誤差校正），計算出載體相對于參考坐标系（如當地水平面或地心慣性系）的姿态角（俯仰 Pitch、橫滾 Roll、偏航 Yaw）。
穩定性控制 (Stabilization)：利用陀螺儀的輸出信號作為反饋，控制執行機構（如電機、舵機）來穩定平台（如相機雲台、望遠鏡、船舶、衛星）或車輛（如摩托車、無人機）的姿态。
慣性導航 (Inertial Navigation)：作為慣性測量單元 (IMU) 的核心組件之一（與加速度計組合），通過測量載體的角速度和線加速度，經過積分運算，推算出載體的位置、速度和姿态信息，無需依賴外部信號（如GPS），在GPS失效或受幹擾的環境（如水下、隧道、深空）中至關重要。

參考來源：

NASA Technical Reports Server (NTRS) - Gyroscopic Theory and Applications. (權威航天技術資料庫)
IEEE Xplore Digital Library - Principles of Ring Laser Gyroscopes. (國際電氣電子工程師協會文獻庫)
SPIE Digital Library (International Society for Optics and Photonics) - Fiber Optic Gyroscope Technology Review. (光學工程領域權威文獻庫)
MEMS Journal / Elsevier Sensors and Actuators A: Physical - Review on MEMS Gyroscopes: Principle, Design, and Applications. (微機電系統領域核心期刊)
AIAA (American Institute of Aeronautics and Astronautics) Publications - Inertial Navigation Systems: Principles and Integration. (航空航天領域權威機構出版物)

網絡擴展解釋

陀螺儀是一種基于角動量守恒原理的測量或維持方向的裝置，以下是其核心要點：

1.基本原理

陀螺儀的核心是一個高速旋轉的轉子（通常對稱設計），利用角動量守恒保持旋轉軸方向穩定。當外部力試圖改變轉子方向時，會産生進動現象，通過測量這種運動可确定物體角速度變化。

2.主要類型

機械陀螺儀：早期類型，依賴物理旋轉部件，精度高但體積大（如傳統航空儀表）。
光纖陀螺儀（FOG）：利用光在光纖環中的幹涉效應，無運動部件，可靠性強（用于航天、軍事）。
激光陀螺儀（RLG）：通過激光束的環形路徑檢測相位差，常用于飛機導航。
MEMS陀螺儀：微機電技術制造，體積小、成本低（如智能手機、無人機）。

3.關鍵應用

導航系統：飛機、船舶、航天器的慣性導航，結合加速度計實現精确定位。
消費電子：手機屏幕旋轉感應、VR設備動作追蹤、相機防抖等。
工業與科研：機器人平衡控制、地質勘探設備姿态監測。

4.技術發展

1852年法國科學家傅科首次提出概念，20世紀隨着航空航天需求推動精密陀螺儀發展。21世紀MEMS技術普及後，陀螺儀從高端軍用轉向民用大規模應用。

5.局限性

長時間使用可能因誤差累積導緻“漂移”，需配合GPS或其他傳感器校準。高精度型號（如光纖陀螺）仍面臨成本和功耗挑戰。

如需更深入的物理公式，陀螺儀進動角速度可表示為：
$$ Omega = frac{tau}{L} $$
其中$tau$為外力矩，$L$為轉子角動量。