陀螺仪的基本特性

3.2 陀螺仪的基本特性双自由度陀螺的两个基本特性是：进动性和定轴性。

3.2.1 陀螺仪的进动性简单的说陀螺的进动性是指当陀螺受到外力矩的作用时，所产生的一种复合扭摆运动，其进动角速度的方向垂直于外力矩的方向，其进动角速度的大小正比与外力矩，或者说，陀螺进动的方向为角动量以最短距离导向外力矩的方向。

为了便于理解，我们以二自由度的框架陀螺为例，其进动表现为：外力矩如沿着内框轴作用时，则陀螺仪绕外框转动；若外力矩沿外框轴作用时，则陀螺绕内框转动。

3.2.2 陀螺仪的定轴性陀螺的定轴性是指转子绕自转轴高速旋转时，如果不受外力矩的作用，自转轴将相对于惯性空间保持方向不变。

换言之，双自由度陀螺具有抵抗干扰力矩，力图保持转子轴相对惯性空间的方位稳定的特性。

在实际的陀螺仪中，由于结构和工艺的不尽完善，总是不可避免的存在干扰力矩，因此，考查陀螺仪的定轴性，更有实际意义的是考查有干扰情况下，在有限的时间内，自转轴保持方位稳定的能力。

由陀螺仪的进动性可以知道，在干扰力矩的作用下，陀螺将产生进动，使得自转轴偏离原有的方位，这种方位偏差就称为漂移。

一般说来，框架陀螺仪的漂移较大，从几度每小时到几十度每小时不等，这就是为什么框架式陀螺测斜仪在测量前要求标桩对北，测量结束后还必须校北的原因。

3.3 陀螺仪的表观进动由于陀螺仪自转轴相对于惯性空间保持方位不变（当陀螺仪的漂移足够小；同地球自转引起的地球相对惯性空间方位变化比较，可近似的认为陀螺仪相对惯性空间的方位不变），而地球以其自转角速度绕极轴相对惯性空间转动，所示观察者若以地球为参考基准，将会看到陀螺仪自转轴相对地球转动，这种相对运动称为陀螺仪的表观运动。

表观运动的实质是陀螺仪可以跟踪测量地球自转角速度。

例如在地球任意纬度处，放置一个高精度的二自由度陀螺仪，并使其自转轴处于当地垂线位置，如图所示，可以看到陀螺的自转轴将逐渐偏离当地的地垂线，而相对地球作圆锥面轨迹的表观进动，每24小时进动一周。

陀螺仪原理1基本特性陀螺仪是一种测量和操控物体旋转姿态和角速度的仪器。

它的原理基于陀螺的力矩和角动量守恒。

陀螺仪主要由陀螺和测量装置组成，其中陀螺是陀螺仪的核心部件，而测量装置用于测量陀螺的角速度和姿态。

陀螺的基本特性如下：1.稳定性：陀螺具有很高的稳定性，不受外力的干扰。

这是因为陀螺在转动过程中，会生成一个力矩，使得它的旋转轴保持不变。

这种稳定性使得陀螺仪能够准确地测量物体的旋转姿态和角速度。

2.精度：陀螺仪具有很高的精度，能够测量微小的角度变化和角速度。

3.抗干扰性：陀螺仪具有很强的抗干扰能力，可以排除外界的振动和加速度干扰。

这是通过使用惯性测量装置和滤波算法来实现的。

4.快速响应：陀螺仪能够快速地响应外界的变化，准确地反映物体的旋转姿态和角速度变化。

陀螺仪的工作原理如下：1.陀螺力矩：当陀螺旋转时，其转动轴总是保持不变。

这是因为旋转产生了一个力矩，使得陀螺的旋转轴始终与外界力矩的方向相同。

这个力矩称为陀螺力矩，它使得陀螺能够保持稳定的旋转。

2.角动量守恒：根据角动量守恒定律，陀螺的角动量大小和方向在没有外力作用下保持不变。

这意味着陀螺的旋转轴在转动过程中保持不变。

3.测量装置：测量装置通过测量陀螺的角速度和姿态来获取物体的旋转信息。

常见的测量装置包括陀螺仪芯片、加速度计、磁力计等。

这些装置能够感知陀螺的角速度和加速度，并通过信号处理和滤波算法将其转化为测量结果。

陀螺仪在许多领域都有广泛的应用，包括航空航天、导航、汽车行驶控制、无人机、手机电子稳定器等。

它的基本特性和工作原理使得其成为一种重要的测量和控制工具，可以提高系统的稳定性和精度。

随着技术的不断发展，陀螺仪的性能和应用范围还将进一步扩大。

陀螺仪基本特性试验陀螺仪基本特性试验一、实验目的1．用实验的方法观察并验证陀螺仪的基本特性——定轴性，进动性和陀螺力矩效应。

2．学习使用陀螺实验用主要设备——转台。

3．利用线性回归方法进行数据处理。

二、实验设备1．TZS-74陀螺仪表综合试验转台。

2．双自由度陀螺仪。

3．砝码。

4．实验用电源：交流220V，50~（转台用）36V，400~三相电源。

三、实验内容和步骤（一）定轴性实验1.陀螺马达不转时，开动转台，观察陀螺仪是否有定轴性。

2.接通电源，几下陀螺转子的转速方向，开动转台观察转子转动时陀螺仪的定轴性。

（二）进动性实验1.外加力矩，观察进动现象。

根据进动规律判断角动量H的方向，并和上面记下的转速方向做一比较。

2.测量进动角速度和外加力矩的关系：（1）在加力杆的前后标尺上分别加不同重量的砝码，记录进动的角度与实践，列表并计算出对应于每一外加力矩的进动角速度值，画出实验曲线。

（2）根据进动规律x Mω=（H J=Ω）计算出对应于每一外加H力矩的进动角速度，画出理论曲线。

（3）将实验曲线与理论曲线进行比较并说明产生误差的原因。

（4）用线性回归的方法进行数据处理，并通过求回归系数的方法求出角动量H的值。

3.测量进动角速度和角动量的关系在同一外力矩作用下，测量陀螺马达在额定转速下和断电一分钟后的进动角速度（断电一分钟后马达转速低于额定转速）。

根据实验结果说明进动角速度和角动量的关系。

（三）陀螺力矩实验1.开动转台，使双自由度陀螺仪基座转动，观察有无陀螺力矩效应，并说明原因。

2.观察双自由度陀螺仪在进动时的陀螺力矩效应。

用手对内框架加力矩，用手的感觉来测量陀螺力矩的大小和方向。

说明陀螺力矩产生的原因。

3.拧紧固定外框架的螺钉。

用手对内框架加力矩。

观察此时转子轴的运动方向。

用手感觉此时对手是否有陀螺力矩作用，加以分析。

4.测量陀螺力矩和进动角速度的关系为了达到测量陀螺力矩的目的，我们拧紧固定外框架的螺钉，是陀螺仪成为单自由度陀螺仪。

陀螺仪转动自由度与角动量守恒陀螺仪转动自由度与角动量守恒陀螺仪是一种常见的物理实验装置，通过旋转陀螺仪本体，可以观察到许多有趣的现象。

在陀螺仪的旋转过程中，我们可以发现其具有转动自由度和角动量守恒的特性。

首先，陀螺仪的转动自由度是指其可以在三个不同的方向上自由旋转。

通常情况下，陀螺仪可以在水平面内绕其重心旋转，这被称为陀螺仪的倾斜自由度。

此外，陀螺仪还可以绕垂直于水平面的轴旋转，这被称为陀螺仪的预cession自由度。

最后，陀螺仪还可以绕其自身的轴旋转，这被称为陀螺仪的自旋自由度。

这些自由度的存在使得陀螺仪的运动变得更加复杂和有趣。

其次，陀螺仪的角动量守恒是指在陀螺仪旋转过程中，其角动量的大小和方向保持不变。

根据角动量守恒定律，当陀螺仪开始旋转时，其自身的角动量将保持不变，直到受到外力或摩擦力的作用。

这意味着陀螺仪在旋转过程中，其自身的旋转速度和角动量将保持恒定，不会发生变化。

陀螺仪转动自由度和角动量守恒的特性对于我们理解陀螺仪的运动以及相关的物理现象都具有重要意义。

例如，在陀螺仪的旋转过程中，我们可以发现一些奇特的现象，比如陀螺仪在倾斜自由度和预cession自由度下的复杂运动轨迹。

这些现象可以通过运用转动动力学理论以及角动量守恒定律来解释和理解。

此外，陀螺仪的转动自由度和角动量守恒的特性还在许多实际应用中得到了广泛的利用。

比如，在导航系统中，陀螺仪可以用来测量飞机或船只的方向和姿态，从而实现航行的导航控制。

另外，陀螺仪还可以用于惯性导航系统中，为导弹、飞行器等提供精确的导航信息。

综上所述，陀螺仪的转动自由度和角动量守恒是其独特而重要的特性。

通过研究和理解陀螺仪的转动自由度和角动量守恒，我们可以更好地认识和应用陀螺仪的运动规律，同时也可以更好地理解和解释其他相关的物理现象。

陀螺仪作为一种常见的实验装置，在科学研究和实际应用中都有着广泛的应用前景。

陀螺仪的定义
陀螺仪的定义
陀螺仪的定义：陀螺仪是测定飞机飞行姿态用的一种仪表，它是测量载体的方位或角速度的核心元件，由一个高速旋转的转子和保证转子的旋转轴能在空间自由转动的支承系统组成。

主要利用惯性原理工作，具有定轴性与进动性这两个重要特性。

经典陀螺仪具有高速旋转的转子，能够不依赖任何外界信息而测出飞机等飞行器的运动姿态。

现代陀螺仪的外延有所增大，已经推广到没有转子而功能与经典陀螺仪相同的仪表上。

陀螺仪根据支承方式的不同可分为：由框架支承的框架陀螺仪，利用静电场支承的静电陀螺仪，利用液体或气体润滑膜支承的液浮或气浮陀螺仪，利用弹性装置支承的挠性陀螺仪；也可根据转子旋转轴的不同自由度分为单自由度和双自由度陀螺仪。

1852年，法国科学家傅科制作了一套能显示地球转动的仪器，命名为陀螺仪。

1914年陀螺仪开始作为惯性基准构成飞机的电动陀螺稳定装置。

20世纪20年代起，陀螺仪广泛应用于船舶、飞机的自动控制、导航系统。

直到50年代，陀螺仪在构造原理上改进不大，测量度不高。

50年代之后，随着静电悬浮、挠性支撑技术的出现，陀螺仪的构造得到很大改善，精度大为提高。

1975年，激光陀螺仪研制成功，它可靠性高，不受重力加速度的影响，在飞机的惯性导航中得到广泛应用。

第五章陀螺仪基本理论主要内容陀螺仪的定义、基本特性及分类陀螺仪的定义基本特性及分类陀螺力学基础陀螺仪基本特性的力学解释自由陀螺仪的视运动两自由度陀螺仪的运动方程、基本分析 单自由度陀螺仪的基本特性51陀螺仪的定义基本5.1 陀螺仪的定义、基本特性及分类本节主要内容陀螺仪的定义陀螺仪的分类陀螺仪的基本特性玩具陀螺地陀螺转碟抖空竹一陀螺仪的定义一、陀螺仪的定义凡是绕回转体的对称轴作高速旋转的刚体都称为陀螺。

主轴或极轴赤道轴、赤道平面赤道轴赤道平面陀螺仪是陀螺及悬挂装置的总称。

转陀螺仪由转子、内环、外环和基座组成。

悬挂装置称为万向支架。

万向支架陀螺仪具有保持给定方位并能反映载体角位移或角速度的能力称为陀螺效应。

凡是能够产生陀螺效应的装置都可称为陀螺仪。

陀螺仪陀螺仪坐标系——OX轴与转子轴重合，OY轴与内环轴重合，OX和OY轴的交点O为坐标原点，而OZ轴垂直轴重合为坐标原点而于XOY平面。

二、陀螺仪的分类1、根据主轴自由度数目分：（1）两自由度陀螺仪（2）单自由度陀螺仪（2）单自由度陀螺仪固定内、、外环中固定内任意一个2、根据陀螺仪重心与支架中心的位置分）：无定位陀螺仪）平衡陀螺仪（（1）平衡陀螺仪（无定位陀螺仪陀螺仪的重与支架中重合自由陀陀螺仪的重心与支架中心（）螺仪）螺仪）：（2）重力陀螺仪（定位陀螺仪定位陀螺仪）陀螺仪的重心偏离支架中心（）沿主轴水平偏移（a）沿主轴水平偏移（b ）沿赤道轴偏移（c）沿主轴垂直偏移3、根据陀螺仪的支承方式不同可分为：方式分为（1）框架陀螺仪用万向支架悬挂陀螺转子傅仪¾转子陀螺的起源18521852年年，法国科学家傅科首次提出法国科学家傅科首次提出““陀螺仪陀螺仪””概念概念，，并利用其定轴性设计了一种最早的陀螺概并用其螺仪，用于观察地球自转现象用于观察地球自转现象。

50年年未制造实用的陀螺仪此后此后5050年，未制造实用的陀螺仪年，未制造实用的陀螺仪制约因素：转子的高速旋转和支承方式¾转子陀螺的发展安休兹利用框架式1908安休兹利用1908异步电动机陀螺仪，研制陀螺罗盘，研制陀螺罗盘，滚珠轴承陀螺仪实用的开端机械轴承支承¾转子陀螺的发展机械轴承存在摩擦力矩，不可能使陀螺。

1：陀螺仪组成，定义，基本特性？组成：由转子和内环，外环及基座组成的悬挂装置共同构成。

定义：高速旋转的对称刚子及其悬挂装置。

基本特性：1，定轴性2，进动性2：影响主轴不能稳定指北的主要原因？在其他纬度上，地球自转角速度垂直分量W2 是~3：下重式摆式陀螺罗经指北原理：下重式：利用陀螺仪的进动性，施加控制力矩使其克服地球自转角速度的影响，跟踪地理子午面的运动，实现自动找北功能，还需对等幅摆动进行处理，使其实现减幅运动，并最终能稳定于地理子午面内，具有指北功能摆式：在已装置重力控制设备的摆式陀螺罗经上，必须再指一个阻尼设备使其阻尼力矩产生的新的角速度，当主轴向着稳定位置运动则使其速度加快，当主轴偏离稳定位置时，速度减慢，从而使主轴通过减幅摆动能较快的抵达其稳定位置。

4：什么是陀螺罗经的阻尼因数和阻尼周期？阻尼因数：表示主轴在方位角上减幅摆动过程的快慢程度。

阻尼周期：表示罗经作减幅摆动时，主轴阻尼摆动一周所需的时间5：什么是陀螺罗经的纬度误差，如何消除？采用垂直轴阻尼法的陀螺罗经，主轴指北端的稳定位置不在子午面内，其在方位上偏离子午面的角度，称为纬度误差。

消除方法：1 外补偿法2 内补偿法6：什么是陀螺罗经的速度误差？因素有关？如何消除？船舶作恒速恒向运动时，陀螺罗经主轴的稳定位置，与船速为零时主轴稳定位置二者在方位上的夹角有关因素：船舶航向，航速与船舶所在纬度消除方法查表法外补偿内补偿7:简述平衡陀螺仪、自由陀螺仪、摆性陀螺仪的定义，何为陀螺仪的定轴性和进动性？若三自由度陀螺仪的重心G与几何中心O相重合，则称为平衡陀螺仪。

若三自由度陀螺仪的中心G与几何中心O不重合，则称为摆性陀螺仪。

不受外力矩作用的平衡陀螺仪，成为自由陀螺仪。

定轴性：当陀螺仪的转子不断高速旋转时，若转动其基座，与一般刚体没有区别，主轴将随基座一起转动而改变指向。

但当转子绕主轴高速旋转时，若再转动其基座，则主轴OX不再随基座一起转动，而是保持其原有的空间指向不变，表现为定轴性。

干货！最全的陀螺仪基础知识详解陀螺仪，又叫角速度传感器，是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置，同时，利用其他原理制成的角运动检测装置起同样功能的装置也称陀螺仪。

一、陀螺仪的名字由来陀螺仪名字的来源具有悠久的历史。

据考证，1850年法国的物理学家莱昂·傅科（J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中地的转子（rotor），由于它具有惯性，它的旋转轴永远指向一固定方向，因此傅科用希腊字gyro（旋转）和skopein（看）两字合为“gyroscopei”一字来命名该仪器仪表。

最早的陀螺仪的简易制作方式如下：即将一个高速旋转的陀螺放到一个万向支架上，靠陀螺的方向来计算角速度。

其中，中间金色的转子即为陀螺，它因为惯性作用是不会受到影响的，周边的三个“钢圈”则会因为设备的改变姿态而跟着改变，通过这样来检测设备当前的状态，而这三个“钢圈”所在的轴，也就是三轴陀螺仪里面的“三轴”，即X轴、y轴、Z轴，三个轴围成的立体空间联合检测各种动作，然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。

因此一开始，陀螺仪的最主要的作用在于可以测量角速度。

二、陀螺仪的基本组成当前，从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点，而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运动，更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。

将陀螺安装在框架装置上，使陀螺的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。

陀螺仪的基本部件有：陀螺转子（常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转，并见其转速近似为常值）；内、外框架（或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构）；附件（是指力矩马达、信号传感器等）。

三、陀螺仪的工作原理陀螺仪侦测的是角速度。

陀螺仪工作基本原理管线探测摘要：一、陀螺仪的工作原理1.陀螺的定义和特性2.陀螺仪的构造和应用二、管线探测的重要性1.管线探测的背景和需求2.管线探测的方法和技术三、陀螺仪在管线探测中的应用1.陀螺仪的优势和作用2.陀螺仪在管线探测中的实践案例正文：一、陀螺仪的工作原理陀螺仪是一种利用陀螺的稳定性来检测和保持方向的仪器。

陀螺是一种绕一个支点高速转动的刚体，许多人小时候玩过的陀螺就是这一例子。

一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是不会改变的。

人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。

陀螺仪在工作时需要借助外力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。

陀螺仪用多种方法读取轴所指方向，并自动将数据信号传给控制系统。

这种仪器在航空、航天、航海、石油勘探、地下管线探测等领域都有广泛应用。

二、管线探测的重要性随着城市化进程的加速，地下管线的数量和复杂度不断增加，给城市建设和管理带来了极大的挑战。

地下管线探测的目的是查明地下管线的位置、走向、深度、材质等信息，为城市建设提供数据支持，确保工程安全，防止因施工不当造成管线损坏和泄漏，保障城市运行安全。

目前，管线探测的方法和技术主要有地面电磁法、地下电磁法、声波法、钻孔取芯法等。

这些方法各有优缺点，适用于不同场景和需求。

三、陀螺仪在管线探测中的应用陀螺仪在管线探测中的应用具有明显优势。

首先，陀螺仪可以实时检测地下管线的位置和方向，数据精度高，能够满足城市建设对数据精度的要求。

其次，陀螺仪具有较高的可靠性和稳定性，能够在恶劣的施工环境中正常工作。

最后，陀螺仪的探测速度快，效率高，可以降低工程成本。

在实际应用中，陀螺仪通常与其他探测技术相结合，如与地面电磁法、地下电磁法等一起使用，以提高探测精度和可靠性。

激光陀螺仪的原理和工作特性分析激光陀螺仪是一种基于光学原理工作的惯性导航仪器，用于测量和监测物体的角速度和方向。

它利用激光束在光纤内传输的方式来感知物体的旋转运动，具有较高的精度和稳定性。

本文将对激光陀螺仪的原理、工作特性以及应用领域进行分析。

激光陀螺仪的原理主要基于两种光学现象：Sagnac效应和干涉测量。

首先是Sagnac效应。

当激光束沿一个封闭的环路进行传播时，如果该环路发生旋转，激光束在顺时针和逆时针方向上会遇到不同的光程差，这会导致干涉现象的产生。

根据Sagnac效应，光程差与旋转速度之间存在线性关系。

因此，通过测量干涉现象可以求得物体的旋转速度。

其次是干涉测量。

激光陀螺仪将激光束分为两束，一束顺时针传播，一束逆时针传播。

两束激光束再次汇聚时，会发生干涉。

这种干涉现象会造成光功率的变化，通过测量光功率的变化可以推导出物体的旋转速度。

激光陀螺仪的工作特性主要体现在以下几个方面。

首先是高精度和稳定性。

激光陀螺仪利用光学原理进行测量，相比传统的机械陀螺仪具有更高的测量精度和长期稳定性。

它可以提供高达0.01°/h的测量精度，适用于对角速度变化需求较高的应用场景。

其次是宽动态范围。

激光陀螺仪可以在较大的转速范围内工作，通常可以覆盖从几度每小时到数十万度每小时的运动速度。

这使得激光陀螺仪在高速旋转的应用中具有优势，例如飞行器导航、导弹制导等。

第三是快速响应和低延时。

激光陀螺仪可以实时获取角速度信息，并以快速响应的方式进行输出。

与传统陀螺仪相比，激光陀螺仪的响应时间更短，延时更小，这使得它在需要实时控制的应用中表现出色。

第四是无需标定和校准。

传统的机械陀螺仪需要进行定标和校准，以消除误差和漂移。

而激光陀螺仪不需要进行这些操作，能够在长期使用过程中保持较高的准确性和一致性。

最后是抗振动和抗冲击。

激光陀螺仪的光学系统和光纤耐受较强的振动和冲击，能够在恶劣环境下稳定工作。

这使得激光陀螺仪适用于需要抗干扰能力较高的应用，例如军事领域和航天领域。

陀螺仪有什么用_陀螺仪的特性图解_陀螺仪的应用
说到陀螺仪有什么用，小编只能说，必不可缺吧！尤其是现在的智能终端已经大面积使用，之前因为成本较高，普遍用在飞机、航母及大型运作设备上，就用现在的智能手机来研究下陀螺仪吧，之后还会介绍清楚陀螺仪的特性，看完大家就能完全理解陀螺仪了。

1.现在智能手机上采用的陀螺仪是MEMS（微机电）陀螺仪，手机中陀螺仪的运用首先用在游戏的控制上，相比传统重力感应器只能感应左右两个维度的（多轴的重力感应是可以检测到物体竖直方向的转动，但角度难判断）变化，陀螺仪通过对偏转、倾斜等动作角速度的测量，可以实现用手控制游戏主角的视野和方向。

2.可以帮助手机摄像头防抖。

在我们按下快门时，陀螺仪测量出手机翻转的角度，将手抖产生的偏差反馈给图像处理器，用计算出的结果控制补偿镜片组，对镜头的抖动方向以及位移作出补偿，实现更清晰的拍照效果。

3.能辅助GPS进行惯性导航。

特别是在没有GPS信号的隧道、桥梁或高楼附近，陀螺仪会测量运动的方向和速度，将速度乘以时间获得运动的距离，实现精确定位导航，并能修正导航线路。

这就是手机陀螺仪的作用，有没有觉得这手机陀螺仪很不可缺少呢？
陀螺仪的特性接下来，我们用图来说说陀螺仪的特性。

陀螺仪是敏感角位移的装置，重要特性有定轴性和进动性。

定轴性
定轴性很好理解，陀螺仪在高速旋转过程中具有动量矩H，在不受外力矩作用时，自转轴将相对惯性空间保持方向不变的特性。

进动性
进动性是二自由度陀螺仪里面的概念。

二自由度陀螺仪模型如下：。

高速旋转的陀螺有什么特性？陀螺特性——定轴性陀螺在旋转的过程中不会倒下，要归功于陀螺的第一个特性，叫做定轴性.陀螺在转动时，如果作用在它上面的外力的力矩为零，由角动量定理可知，这时陀螺对于支点的角动量守恒，在运动中角动量的方向始终保持不变.陀螺上的每一个点都在一个跟旋转轴垂直的平面里沿着一个圆周转动.按照惯性定律，每一个点随时都极力想使自己沿着圆周的一条切线离开圆周，可是所有的切线都与圆周本身在同一个平面内.因此，每一个点在运动的时候，都极力使自己始终停留在跟旋转轴垂直的那个平面上.角动量守恒在生活中是随处可见的.花样滑冰运动员把手收拢或者抱胸，她身体的一部分到转轴的距离变小，自转角速度变大，运动员就飞速旋转起来了.陀螺特性——进动性陀螺的第二个特性是进动性.当陀螺高速旋转时，陀螺的中心轴像是绕着一个竖立的杆子在转圈，这种高速自转物体的轴在空间转动的现象叫做进动.这是因为当陀螺受到对于支点的重力的力矩作用时，根据角动量定理，角动量的矢量方向便随着陀螺的转动，描出一个圆锥体. 其实，由于太阳和月球施加的潮汐力，我们的地球一直在不断地缓慢地进动着，长期的进动就成为岁差.在我们的日常生活中，也可以常常看到进动，例如自行车在行驶过程中，如果它稍有歪斜，只要把车头向另一方稍微转动一下，车子就平衡了.这是重力对于轮胎支点形成了进动力矩，促使车子恢复了平衡.陀螺的特性——章动性陀螺的第三个特点是章动性.陀螺不可能永无止境地旋转下去，当陀螺由于摩擦而开始慢慢下落时，所做的运动就是章动.章动是指刚体做进动时，绕自转轴的角动量的倾角在两个角度之间变化，拉丁语的意思就是点头.陀螺在做进动的同时，它的顶部还在做着“点头”运动.章动在天体中是一个非常常见的运动，地球也存在着章动，地球“点一次头”要花18.6年.我国古代历法将19年称为一章，因此这种运动就被称为章动.陀螺仪简介绕一个支点高速转动的刚体称为陀螺(top)。

通常所说的陀螺是特指对称陀螺，它是一个质量均匀分布的、具有轴对称形状的刚体，其几何对称轴就是它的自转轴。

机械式陀螺仪的原理可以简要描述为以下几点：
1. 原理基础：基于角动量守恒原理，陀螺仪的转子（绕一个轴快速旋转的物体）具有保持其自转角动量恒定的趋势。

无论陀螺仪如何旋转，它会尽量保持其转轴的方向不变。

这个特性被用于制造陀螺仪的原理，即一个旋转的圆盘，如果它失去自转，就会按照一定规律摇晃或倾斜。

2. 表现形式：一个倾斜的陀螺仪，其转子会开始向与初始倾斜面垂直的方向旋转。

这是由于陀螺仪对角动量的坚持，使得其转子保持初始旋转方向（即自转轴的方向），而这个方向与最初的不倾斜状态时是一样的。

此时改变转子方向所需的力被称为主效应力，它就是陀螺仪的反馈信号。

3. 附加结构：在现实中，机械式陀螺仪通常包含一个基座和一个转子（或者叫做“码盘”）。

基座通常由玻璃或金属制成，而码盘是用来记录角动量的。

当陀螺仪倾斜时，码盘就会根据其倾斜的角度和方向输出相应的电信号。

这个电信号经过处理后，就可以用来确定设备的运动状态（即设备在空间中的倾斜角度）。

总的来说，机械式陀螺仪通过测量物体保持角动量的趋势来工作。

它利用了角动量守恒原理，通过记录和输出码盘的角度变化，来提供设备的运动状态反馈。

这种反馈信号可以帮助控制系统准确地知道设备在空间中的位置和方向，从而实现稳定性和惯性导航的功能。

以上信息仅供参考，如果还想了解更多信息，建议查阅相关书籍或咨询专业人士。