电动陀螺仪( 二 ) _生活百科

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光电编码器在电动陀螺仪中的作用陀螺仪在工作过程中，可以通过实时测量火箭弹滚转的角度来计算火箭弹的滚转速度。最初的框架式陀螺仪採用接触电刷式角度感测器来测量火箭的姿态角及其滚转速度，但是接触摩擦力对陀螺仪的影响很大，将使陀螺仪产生较大的漂移；后来採用了霍尔角度感测器，虽然霍尔感测器基本不产生摩擦，减小了漂移，但是霍尔感测製造複杂，而且精度不高，不能準确的测出火箭的飞行姿态角以及滚转速度。现在由于单片机的出现和空间技术的发展，出现了把轴角位置转换成对应的数字代码的无接触感测器也就是光电轴角编码器。它用光电方法将轴角转换成电压信息，再经过电路处理为数字代码形式。它又分为绝对式和增量式两种编码器。其中增量式编码器是将输入轴角分为多个单位增量，敏感元件对这些增量回响。每当出现一个单位增量时，敏感元件就向计数器发出一个脉冲，计数器把这些脉冲累加起来，并以二－十进制数字码的形式再由输出端给出所需要的输入角度的瞬时信息。由于发光元件和接收元件之间没有任何摩擦，减小了陀螺仪的漂移，同时数位讯号準确稳定，提高了检测的可靠性。发展历程二十世纪初，由于航海事业的兴起和北极探险的需要，促进了陀螺仪技术的发展，而且，当时异步电动机和滚珠轴承也都达到了一定的水平。安休兹于 1908 年在德国、斯派利于 1911 年在美国，先后各製成一种原理基本相同而结构不同的陀螺罗盘，用来测量轮船的航向。陀螺仪在航空上的套用比航海稍晚些。从二十年代到三十年代，在飞机上相继使用了陀螺仪转弯仪、陀螺地平仪和陀螺半罗盘，提供飞机转弯、姿态和航向指示。三十年代中期，在飞机自动驾驶仪中使用了垂直陀螺仪、航向陀螺仪和速率陀螺仪，作为飞机姿态、航向和角速度的敏感元件。从四十年代到五十年代，航空陀螺仪表向组合式方向发展，相继出现了陀螺磁罗盘、全姿态组合陀螺仪和陀螺稳定平台。六十年代以后，姿态和航向的显示从原先机械式的发展成为电子式的综合显示。如在平视显示仪中就把姿态和航向等多种信息综合在一起显示，使得飞行员能够直观、形象而迅速地判读出各种信息。我国的惯导技术近年来已经取得了长足进步，液浮陀螺平台惯性导航系统、动力调谐陀螺四轴平台系统已相继套用于长征系列运载火箭。其他各类小型化捷联惯导、光纤陀螺惯导、雷射陀螺惯导以及匹配 GPS 修正的惯导装置等也已经大量套用于战术制导武器、飞机、舰艇、运载火箭、宇宙飞船等。如漂移率 0.01°~0.02°/h 的新型雷射陀螺捷联繫统在新型战机上的试飞，漂移率0.05°/h 以下的光纤陀螺、捷联惯导在舰艇、潜艇上的套用，以及小型化挠性捷联惯导在各类飞弹制导武器上的套用，都极大的改善了我军装备的性能。由于我国的近距攻击制导中，对陀螺仪的精度要求不像远程攻击那样高，因而採用了价格便宜的原始的框架式机械惯性陀螺仪，这种陀螺仪大多採用传统的火药驱动，也就是燃气陀螺，工作很不稳定，更为重要的是它不可测，只能是一次性使用，所以先进稳定，成本低廉，精度较高，可以重複测试的电动陀螺仪就成为我国未来短程精确制导武器的重点发展对象。