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垂直陀螺儀是指用來(lái)測(cè)量導(dǎo)彈彈體偏航角和滾動(dòng)角的二自由度陀螺儀。該陀螺儀在彈上安裝時(shí)轉(zhuǎn)子軸垂直于發(fā)射平面，導(dǎo)彈發(fā)射前，把轉(zhuǎn)子軸校正到水平位置，外框架軸在發(fā)射平面內(nèi)，陀螺輸出為偏航角。導(dǎo)彈發(fā)射前，內(nèi)框架軸與發(fā)射點(diǎn)的地垂線相重合，這時(shí)，內(nèi)框架軸與導(dǎo)彈縱軸重合，導(dǎo)彈垂直起飛時(shí)，則陀螺輸出與滾動(dòng)角成比例的信號(hào)。

垂直陀螺儀同時(shí)還是一款基于MEMS器件的高性能、低價(jià)位的垂直陀螺系統(tǒng)，用于測(cè)量運(yùn)動(dòng)載體的俯仰，橫滾角度，3軸加速度和3軸角速度信息。它可廣泛用于無(wú)人機(jī)、飛行器制導(dǎo)與控制、姿態(tài)參考系統(tǒng)、平臺(tái)穩(wěn)定、機(jī)器人、天線穩(wěn)定、與GPS組合、通用航空等系統(tǒng)。在現(xiàn)代飛機(jī)上應(yīng)用非常普遍，它可以精確測(cè)量飛機(jī)的姿態(tài)角并輸出與姿態(tài)角成比例的電信號(hào)，提供給計(jì)算機(jī)，最終在儀表上顯示。

為了測(cè)量和輸出飛機(jī)的姿態(tài)信號(hào)，垂直陀螺儀上安裝了俯仰同步器和傾斜同步器，分別輸出俯仰角和傾斜角電信號(hào)。而為了減小縱向加速度誤差，垂直陀螺儀安裝了俯仰直立和水平修正斷開電門，在存在縱向加速度時(shí)切斷陀螺儀的俯仰修正；為了減小盤旋誤差，垂直陀螺儀安裝了傾斜直立和水平修正斷開電門，在盤旋傾斜時(shí)切斷陀螺儀的傾斜修正。

垂直陀螺儀整個(gè)裝置內(nèi)部分為上下兩部分，上半艙容納陀螺儀的機(jī)電設(shè)備，下半艙則包含了所有的系統(tǒng)電子器件。上半艙的基本部件主要由陀螺轉(zhuǎn)子、常平架、角度傳感器、力矩器四個(gè)部分構(gòu)成。

(1)陀螺轉(zhuǎn)子：常采用同步電機(jī)、磁滯電機(jī)、三相交流電機(jī)、無(wú)刷直流電機(jī)等拖動(dòng)方法來(lái)使陀螺轉(zhuǎn)子繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，并使其轉(zhuǎn)速近似為常值。

(2)常平架：陀螺儀的內(nèi)、外框架，或稱內(nèi)、外環(huán)，它是使陀螺自轉(zhuǎn)軸獲得所需轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是支撐整個(gè)陀螺儀運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

(3)角度傳感器：用來(lái)測(cè)量陀螺儀內(nèi)外環(huán)以及框架轉(zhuǎn)軸之間的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，此角度就是測(cè)量的飛機(jī)的姿態(tài)角。通常，陀螺系統(tǒng)中有兩組角度傳感器，一組安裝在框架上，一組安裝在外環(huán)相應(yīng)的支撐結(jié)構(gòu)上。

(4)力矩器：用來(lái)為主軸位置的修正提供修正力矩補(bǔ)償。在陀螺系統(tǒng)中，一般有兩組修正力矩器，分別安裝在框架和外環(huán)支撐殼體上。

陀螺儀是利用高速回轉(zhuǎn)體的動(dòng)量矩敏感殼體相對(duì)慣性空間繞正交于自轉(zhuǎn)軸的一個(gè)或二個(gè)軸的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置。利用其他原理制成的角運(yùn)動(dòng)檢測(cè)裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。

陀螺儀可感測(cè)一軸或多軸的旋轉(zhuǎn)角速度，可精準(zhǔn)感測(cè)自由空間中的復(fù)雜移動(dòng)動(dòng)作，因此，陀螺儀成為追蹤物體移動(dòng)方位與旋轉(zhuǎn)動(dòng)作的必要運(yùn)動(dòng)傳感器。不像加速器與電子羅盤，陀螺儀不須借助任何如重力或磁場(chǎng)等的外在力量，能夠自主性的發(fā)揮其功能。所以，從理論上講只用陀螺儀是可以完成姿態(tài)導(dǎo)航的任務(wù)的。

陀螺儀的特性就是高頻特性好，可以測(cè)量高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。缺點(diǎn)是存在零點(diǎn)漂移，容易受溫度/加速度等的影響。

標(biāo)簽： 垂直陀螺儀