陀螺罗经
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船用陀螺罗经
的崛起推动了现代航海的发展,使得航海变得更加准确和安全。
陀螺罗经是一种可以测量地球自转的装置,通过维持稳定的转动
状态实现自身定位。
在航海中具有非常重要的作用,它们不仅能
够提高船舶航行的精度,还可以克服坏天气等不良气象状况对航
行的影响。
陀螺罗经是一种非常重要的仪器,它们通过利用陀螺效应来测
量和记录数据。
陀螺罗经的基本原理是在其内部产生一个有恒定
转速的陀螺,然后利用陀螺的保角动量来确定罗经朝向。
这样,
在船只进行航行的同时,陀螺罗经就可以精确地记录下飞行的相
关信息。
通过这些记录,船长和船员就可以进行更加准确的地位
计算和航行规划,从而提高航行的安全性和精确度。
陀螺罗经的出现使得航海不再依赖天文学的方法,而是采用了
更加现代化的技术手段。
在船只进行航行时,它们能够在任何天
气和海况下保持精确和稳定的工作状态,而不被各种不利因素影响。
这体现了现代化技术的优越性,同时也为船舶的工作和运营
带来了显著的进展。
虽然在航海中发挥着巨大的作用,但也需要注意它们的正确使
用和维护。
如果陀螺罗经操作失误或损坏,就有可能导致船只在
航行过程中出现位置偏差,从而给船员们带来巨大的安全风险。
因此,在检验时,必须非常小心并确保其正常使用。
总之,是现代船只航行中不可缺少的设备,它们通过利用高级
技术来解决船只航行中的难题,并有效提高航海的精度和安全性。
随着科技的进步,还将继续发展趋势,使得未来的船只航行更加
安全、精确和可靠。
20世纪70年代,伴随着光纤通信技术的发展,光纤传感技术也迅速发展起来。
该技术是以光波为载体,光纤为媒质,感应和传输外界被测量信号的新型传感技术,以独特的优良性能赢得极大的重视,并在各个领域中广泛应用。
光纤陀螺技术是光纤传感技术的一个特例,是利用光学传输特性而非转动部件来感应角速率和角偏差的惯性传感技术。
1 光纤陀螺的结构按照元器件类型,光纤陀螺分为分立元件型、集成光学型和全光纤型。
由于分立元件型光纤陀螺存在体积较大、可靠性较差、误差较大等缺点,现在世界各国都已停止发展。
集成光学型光纤陀螺将主要光学元件如耦合器、偏振器、调制器都集成在一块芯片上,将光纤线圈、光源、检测器接在芯片适当的位置,就构成了实用的集成光学型光纤陀螺。
从光纤陀螺的发展方向来看,集成光学型光纤陀螺是最有发展前途的光纤陀螺形式。
全光纤陀螺是将主要的光学元件都加工在一条保偏光纤上,从而可以避免因元器件连接造成的误差。
目前,全光纤陀螺技术比较成熟,其性能在三种中最好,适合在现阶段研制实用的商品光纤陀螺。
根据干涉型光纤陀螺的信号检测方式的不同,可以分为开环式和闭环式两大类。
开环式光纤陀螺直接检测干涉条纹的相移,因而动态范围较窄,检测精度较低。
闭环式系统采取相位补偿的方法,实时抵消萨格奈克相移,使陀螺始终工作在零相移状态,通过检测补偿相位移来测量角速度,其动态范围大,检测精度高。
此外,闭环式光纤陀螺对环境尤其是对振动不敏感,是研制高精度光纤陀螺仪的理想形式。
开环式全光纤陀螺是中低精度、低成本光纤陀螺中比较流行的结构。
目前,在中高精度光纤陀螺仪领域,最为流行的设计结构为全数字闭环式光纤陀螺仪。
光纤陀螺示意图2 光纤陀螺的特点光纤陀螺的主要特点是:①无运动部件,仪器牢固稳定,耐冲击且对加速度不敏感;②结构简单,零部件少,价格低廉;③启动时间短(原理上可瞬间启动);④检测灵敏度和分辨率极高;⑤可直接用数字输出并与计算机接口联网;⑥动态范围极宽;⑦寿命长,信号稳定可靠;⑧易于采用集成光路技术;⑨克服了因激光陀螺闭锁现象带来的负效应;⑩可与环形激光陀螺一起集成捷联式惯性系统传感器。
陀螺罗经的指北原理
陀螺罗经是一种用来确定地理位置和方向的仪器,它可以通过测量地球上的自转轴方向来确定真北方向。
陀螺罗经是一项高精度的仪器,在航海、航空和科学研究中被广泛应用。
指北原理是陀螺罗经的核心原理,指北就是确定方向,即确定真北、磁北或者其他方向。
陀螺罗经在使用时,需要在水平位置下安装,通过自身的旋转来保持仪器的稳定性,并通过内置的陀螺仪来测量地球自转的轴线方向和速度。
在此基础上,陀螺罗经可以确定航向、速度、位置等信息。
陀螺罗经指北的原理就是利用陀螺仪的转动轴线与地球自转轴线之间的关系来确定真北方向,从而实现导航。
这是因为,地球自转的轴线是地球两端的南北极所连接的轴线,而陀螺仪的转动轴线与地球自转轴线相同,指向北极,因此可以用陀螺罗经来确定真北方向。
陀螺罗经的原理是基于惯性导航的,而惯性导航的基本原理是牛顿第一定律,也就是物体在没有受到力的作用下会保持静止或匀速直线运动的原理。
陀螺仪本身就具有惯性,它的转动惯性可以保证其稳定性,从而有效地测量地球的自转角速度。
因此,陀螺罗经可以准确地测量船舶或飞机在运动状态下的航向,为导航和飞行提供可靠的指引。
需要指出的是,陀螺罗经的指北原理只能确定真北方向,而不能确定磁北方向,
因为磁场的方向受到环境因素的影响,可能会发生变化。
因此,在实际应用中,需要将陀螺罗经的测量结果与其他仪器测量的磁场值进行比较,以确保导航的准确性。
总之,陀螺罗经的指北原理是基于惯性导航和地球自转的原理,通过测量陀螺仪的转动轴线来确定真北方向。
陀螺罗经在航海、航空等领域的应用,对于提高导航和飞行的精度和安全性具有重要意义。
陀螺罗经B1、安许茨4型罗经,在纬度20°处起动时达稳定指北需3h,若起动状态一样,则在纬度60°处达稳定指北的时间。
A.仍为3h B.大于3h C.小于3h D.A、B、C皆可能A2、在北纬静止基座上,下重式罗经主轴指北端的稳定位置是。
A.子午面内水平面之上 B.子午面内水平面之下C.子午面之东水平面之上 D.子午面之西水平面之下B3、把自由陀螺仪改造为陀螺罗经,关键是要。
A.克服地球自转B.克服地球自转角速度垂直分量所引起的主轴视运动C.克服地球自转角速度水平分量所引起的主轴视运动D.克服陀螺仪的定轴性D4、一个自由陀螺仪要成为实用的陀螺罗经,必须对其施加。
A.进动力矩和稳定力矩 B.控制力矩和稳定力矩C.进动力矩和阻尼力矩 D.控制力矩和阻尼力矩A5、液体连通器式陀螺罗经在起动过程中,当主轴指北端向水平面靠拢时,阻尼力矩起到的作用。
A.增进其靠拢 B.阻止其靠拢C.不起作用 D.以上都不对B6、下列何种陀螺罗经采用西边加重物的垂直轴阻尼法。
A.安许茨4型罗经 B.斯伯利37型罗经C.航海1型罗经 D.阿玛一勃朗10型罗经A7、在北纬,船用陀螺罗经在稳定位置时,为什么其主轴要在水平面之上有一高度角,主要用于产生。
A.控制力矩 B.阻尼力矩 C.动量矩 D.以上均错B8、当陀螺罗经结构参数一定时,罗经等幅摆动的周期为84.4min所对应的纬度被称为。
A.标准纬度 B.设计纬度 C.20° D.固定纬度C9、高速旋转的三自由度陀螺仪其进动性可描述为。
A.在外力的作用下,陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力方向B.在外力矩的作用下,陀螺仪主轴的动量矩矢端力图保持其初始方位不变C.在外力矩的作用下,陀螺仪主轴的动量矩矢端将以捷径趋向外力矩D.在外力矩的作用下,陀螺仪主轴即能自动找北指北C10、舒拉条件是指当陀螺罗经的等幅摆动周期为,陀螺罗经不存在第一类冲击误差。
A.6h B.90min C.84.4min D.60minB11、陀螺罗经的阻尼因数表示主轴减幅摆动过程快慢程度,其大小在范围。
A.1~2 B.2.5~4 C.5~10 D.以上均错D12、根据“海船航行设备规范”的要求,一般要在开航前4~6h起动陀螺罗经,这是因为。
A.罗经约经3个周期的阻尼摆动才能达到其正常工作温度B.罗经约经3个周期的阻尼摆动才能达到其正常工作电流C.罗经约经3个周期的阻尼摆动才能达到稳定D.罗经约经3个周期的阻尼摆动才能转速稳定、误差消除D13、下列罗经中罗经采用长轴阻尼法;罗经采用短轴阻尼法。
A.阿玛-勃朗系列;安许茨系列 B.斯伯利系列;阿玛-勃朗系列C.阿玛-勃朗系列;斯伯利系列 D.安许茨系列;斯伯利系列和阿玛-勃朗系列A14、安许茨系列罗经获得控制力矩的方法是。
A.使陀螺仪的重心沿垂直轴从中心下移B.在平衡陀螺仪南北方向上挂上盛有液体的容器C.由电磁摆所控制的力矩器产生D.使陀螺仪的重心沿垂直轴从中心上移C15、因采用控制力矩的方式不同,安许茨型罗经动量矩指向,而液体连通器式罗经动量矩指向。
A.北;北 B.南;南 C.北;南 D.南;北D16、安许茨4型罗经的组成设备主要有。
A.主罗经和分罗经 B.电源设备 C.航向记录器和报警设备D.A+B+CD17、位于南纬某处静止基座上的斯伯利37型罗经,其主轴的稳定位置为。
A.子午面之东,水平面之上 B.子午面之东,水平面之下C.子午面之西,水平面之上D.子午面之西,水平面之下B18、根据《海船航行设备规范》的要求,陀螺罗经自起动至稳定的时间不应大于 h。
A.3 B.6 C.1.5 D.8A19、陀螺罗经的纬度误差采用内补偿方法后,陀螺罗经的指北端。
A.回到地理子午面内 B.回到磁子午面内 C.仍偏离子午面 D.A 或B均可A20、陀螺罗经的阻尼因数或称衰减因数是表示主轴在减幅摆动过程的快慢程度。
A.方位角上B.高度角上 C.多余液体角 D.以上均对B21、若在北纬,陀螺仪主轴作视运动,则。
A.主轴视运动的角速度等于地球自转角速度B.主轴指北端向东偏离子午面后又相对水平面上升C.主轴指北端向西偏离子午面后叉相对水平面下降D.主轴指北端每24h水平旋转一周C22、何谓自由陀螺仪。
A.重心与其中心相重合的三自由度陀螺仪 B.主轴可指向空间任意方向的陀螺仪C.不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪 D.高速旋转的三自由度陀螺仪A23、从工程技术角度,陀螺仪的定义为。
A.高速旋转的对称转子及保证转子主轴指向空间任意方向的悬挂装置B.转子及其悬挂装置的总称 C.具有三自由度的转子D.高速旋转的对称刚体C24、何谓陀螺仪的定轴性。
A.其主轴指向地球上某一点的初始方位不变 B.其主轴动量矩矢端趋向外力矩矢端C.其主轴指向空间的初始方向不变 D.相对于陀螺仪基座主轴指向不变A25、三自由度陀螺仪在高速转动时,其主轴将指向,若在垂直主轴方向上加外力矩,主轴将。
A.空间某一方向;产生进动 B.真北;指向真北C.空间某一方向;保持指向不变 D.A和C对D26、满足下列时,陀螺仪才具有定轴性。
A.高速旋转 B.陀螺仪中心与其重心重合C.不受任何外力矩D.A+B+CC27、在垂直于陀螺仪主轴方向上加外力矩,陀螺仪主轴将产生进动,其进动角速度与。
A.外力矩成正比;动量矩成正比 B.外力矩成反比;动量矩成反比C.外力矩成正比;动量矩成反比 D.外力矩成反比;动量矩成正比B28、自由陀螺仪的主轴动量矩指北,若加一外力矩,其方向水平向西,则主轴指北端进动。
A.水平向东 B.水平向西 C.垂直向上 D.垂直向下A29、影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的最主要因素是。
A.地球自转角速度的垂直分量 B.地球自转角速度的水平分量C.陀螺仪本身的特性 D.在陀螺仪主轴上外加力矩D30、安许茨4型陀螺罗经阻尼力矩的大小与成正比。
A.纬度 B.主轴高度角 C.陀螺仪动量矩D.多余液体角C31、当自由陀螺仪相对于水平面作视运动时,其进动角速度与有关。
A.地理纬度 B.方位角 C.A+B对 D.高度角A32、机械摆式罗经等幅摆动的轨迹为一椭圆,若罗经结构参数不变,船位不变时。
A.椭圆扁率不变 B.椭圆扁率随机变化C.长半轴增大,短半轴相应地减小 D.以上均错C33、若在赤道上,陀螺仪主轴位于子午面内,随地球自转罗经主轴指北端将。
A.向东偏 B.向西偏 C.保持在子午面内 D.保持一定的高度角C34、满足,陀螺仪主轴在地球上保持稳定不动。
A.主轴相对方位运动角速度为零 B.主轴相对垂直运动角速度为零C.主轴相对方位和垂直方向的运动角速度均为零D.主轴空间绝对运动角速度为零A35、受地球自转的影响并在控制力矩的作用下,陀螺仪主轴将作的摆动。
A.椭圆等幅 B.圆型等幅 C.双曲线等幅 D.螺旋线等幅C36、陀螺罗经必须具有控制力矩,其作用是。
A.克服陀螺仪主轴在高度上的视运动 B.消除纬度误差C.克服陀螺仪主轴在方位上的视运动 D.消除速度误差B37、陀螺仪具有控制力矩,可使主轴具有的性能。
A.相对于宇宙稳定不动B.具有寻找真北C.具有稳定指北 D.A和B均对C38、引起陀螺罗经控制力矩变化的因素为。
A.纬度 B.方位角C.高度角 D.主轴动量矩A39、起动船用陀螺罗经时,其主轴指北端的摆动轨迹为。
A.收敛螺旋线 B.指数衰减曲线 C.椭C40、在船舶纬度和速度变化多大范围时,应重新调整罗经的纬度误差和速度误差校正器。
A.根据船舶的瞬时纬度和航速进行校正B.每当纬度变化1°,航速变化1节校正一次C.每当纬度至多变化5°,航速至多变化5节校正一次D.对纬度和航速的变化无具体要求C41、在北纬自由陀螺仪主轴相对子午面向东作视运动,这是由于作用。
A.地球自转角速度 B.地球自转角速度的水平分量C.地球自转角速度的垂直分量 D.主轴高速旋转的角速度C42、若从安许茨4型罗经储液缸抽出支承液体,再加入同量的甘油,则支承液体的。
A.导电率增加 B.浮力减小C.浮力增加 D.导电率减小D43、因安许茨系列罗经采用了,则罗经不产生纬度误差。
A.陀螺球重心下移 B.双转子 C.液浮支承D.水平轴阻尼法D44、安许茨陀螺球坏了的现象可能是。
A.陀螺球沉底或球内杂音大 B.出现45°固定误差C.球略倾斜并往复摆动D.A或B或C均可A45、安许茨4型陀螺罗经正常工作时,陀螺球的三相电流值应在范围内。
A.0.6~1.1A B.0.9~1.6A C.1.6~2.5A D.2.0~3.0AD46、检查双转子陀螺罗经的陀螺球时,发现陀螺球高度偏低,则应。
A.加适量蒸馏水,调整支承液体的密度 B.加适量甘油,调整支承液体的密度C.加适量安息酸或硼砂,增加支承液体的导电性能D.用密度计证实支承液体比重不对,加甘油调整密度D47、起动安许茨4型罗经时,先合上电源开关,后接通随动开关,为使陀螺球达到额定转速,两者的时间间隔至少应该有。
A.90min B.60min C.40min D.20minA48、安许茨4型陀螺罗经储液缸中支承液体的液面至加液孔顶端的距离一般为。
A.4~5cm B.4~5mm C.1~2cm D.10~15cm D49、检查安许茨型陀螺罗经的陀螺球高度时,罗经应满足的条件是。
A.待罗经稳定 B.支承液体温度正常 C.罗经桌水平状态D.A +B+CC50、若起动安许茨4型陀螺罗经,仅接通电源箱上的电源开关,则陀螺电动机,随动系统。
A.转动;工作 B.不转动;不工作C.转动;不工作 D.不转动;工作A51、安许茨4型罗经的支承液体由蒸馏水,甘油,安息香酸组成。
A.10升;1升;10克 B.5升;0.5升;5克 C.10升;5升;1克D.20升;5升;20克D52、若从安许茨4型罗经储液缸抽出支承液体,再加入同量的蒸馏水,则支承液体的。
A.浮力增加 B.浮力减小 C.电导率增加D.电导率减小A53、安许茨4型陀螺罗经通常每年需更换一次支承液体。
A.1 B.2 C.3 D.4B54、可能引起安许茨4型陀螺罗经的蜂鸣器一直报警。
A.微动开关接触不良B.环境温度太高 C.环境温度太低 D.A +B+CB55、在存放、清洁和拿取安许茨4型罗经陀螺球时,为不使润滑油溅到陀螺马达上,陀螺球倾斜应小于。
A.30°B.45° C.60° D.90°C56、检查安许茨4型罗经的随动速度,是测量随动部分以最大速度使航向转过90°所需的时间,应不超过。
A.1min B.30s C.20s D.50sD57、在拆装安许茨型主罗经时,取出陀螺球应放在专用座垫上。
A.倒置 B.倾斜 C.随便 D.正A58、斯伯利37型罗经起动时,将转换开关放在“旋转”档,并用“旋转开关”控制刻度盘的旋转,其目的是在陀螺马达还没有运转的情况下。