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陀螺罗经常见问题1. 叙述陀螺仪的定义及其基本特性。
定义：工程上将高速旋转的对称刚体（转子）及其悬挂装置的总称叫做陀螺仪。
基本特性：定轴性、进动性2. 何谓平衡陀螺仪和自由陀螺仪？平衡陀螺仪：陀螺仪的中心和其几何中心相重合的陀螺仪。
自由陀螺仪：不受任何外力矩作用的平衡陀螺仪。
3. 位于地球上的自由陀螺仪的视运动有何规律？如何解释其物理实质？自由陀螺仪在地球上的视运动规律：北纬东偏、南纬西偏，（偏转角速度为ω2 ）东升西降、南北一样（升降角速度为ω1y ）物理实质：当地球自转时，在北纬子午面北点N 向西偏转，由于陀螺仪的定轴性，主轴空间指向不变，跟地球一起运动的观察者看到主轴北端在不断向东偏转。
同理在南纬，主轴指北端向西偏转。
当陀螺仪主轴指北端偏离子午面以东时，受ω1 的影响，水平面东半平面下降，陀螺仪主轴的指北端相对水平面产生上升的视运动；当陀螺仪主轴的指北端偏离子午面以西时，由于水平面西半平面上升，陀螺仪主轴则产生下降视运动。
4. 影响自由陀螺仪主轴不能稳定指北的主要矛盾是什么？克服该主要矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是什么？ω2 是影响自由陀螺仪主轴不能指北的主要矛盾。
克服该矛盾对自由陀螺仪影响的基本原则是利用陀螺仪的进动性，对陀螺仪水平轴施加一个外力 M ，使陀螺仪周周绕 OZ 轴进动。
5. 变自由陀螺仪为摆式罗经的两种方法。
第一种是重力下移法。
将陀螺仪的重心沿垂直轴下移，时重心不与支架中心O 重合，当主轴不水平时，产生控制力矩。
根据这种方法制成的罗经称为下重式罗经。
第二种是水银器法或液体连通器法。
在平衡陀螺仪上悬挂液体连通器，液体连通器中注入适量的高比重液体（如水银或其他化学溶剂），用以产生控制力矩。
这类罗经一般被称为水银器罗经或称液体连通器罗经。
6. 何谓水平轴阻尼法，它有何特点？水平轴阻尼法是指压缩椭圆长轴的方法，阻尼力矩应施加于陀螺仪的水平轴上。
特点：罗经稳定时主轴稳定在子午面内，但阻尼装置的结构比较复杂，控制力矩与阻尼力矩之间的相位关系很难严格做到恰好相差π /2, 所以阻尼效果会受到影响。
第二节陀螺罗经概述1．发展法国物理学家列昂.福科（Leon Foucault) 1852年提出的陀螺指向理论；现代船舶上普遍使用的陀螺罗经于本世纪初研制成功的船舶指向仪器。
1908年德国生产出了安许茨型陀螺罗经（ANSCHÜTZ gyrocompass）；1911年美国生产出了斯伯利型陀螺罗经（SPERRY gyrocompass）；1916年英国生产出了勃朗型陀螺罗经（BROWN gyrocompass）。
2．分类近百年，生产出了近百种型号的陀螺罗经，主要分为三大系列或两大类型。
按照结构特点和工作原理分为三大系列：即安许茨系列；斯伯利系列；阿玛-勃朗系列。
按照灵敏部分转子个数分为两大类型：即单转子陀螺罗经和双转子陀螺罗经。
按照控制力矩的性质分为两大类型：机械摆式陀螺罗经和电磁控制式陀螺罗经。
按照阻尼方式分两大类型：水平轴阻尼陀螺罗经和垂直轴阻尼陀螺罗经。
3．与磁罗经相比较，陀螺罗经的主要优缺点主要优点：指向精度高；多个复示器，有利于船舶自动化；不受磁干扰影响，指向误差小；安装位置不受限制等。
主要缺点：必须有电源才能工作（可靠性较差）；工作原理、结构复杂。
4．发展趋势体积小型化；广泛采用先进技术；提高指向可靠性和使用寿命；简化维护保养。
一、陀螺罗经指北原理1.自由陀螺仪及其特性1）自由陀螺仪(free gyroscope)定义陀螺仪从广义讲就是一种能绕定点高速旋转的对称刚体。
实用陀螺仪是高速旋转的对称刚体及其悬挂装置的总称。
按其悬挂装置不同分为单自由度陀螺仪(single-degree of freedom gyro.)、二自由度陀螺仪(two-degree of freedom gyro.)和三自由度陀螺仪(three-degree of freedom gyro.)。
平衡陀螺仪(balanced gyroscope)：若陀螺仪的重心（G）与中心（O）重合。
自由陀螺仪：重心（G）与中心（O）重合，不受任何外力矩作用的三自由度平衡陀螺仪。
电罗经
在存放、清洁和拿取陀螺球时，不能使陀螺球倾斜⾓超过45°或倒置，以免润滑油沾到球内其它部件上，影响陀螺球正常⼯作。
由于液体的浮⼒与液体的⽐重有关，⽽液体的温度直接影响了液体的⽐重，所以为保证罗经正常的⼯作，必须保持⽀承液体的恒温要求。
⽀承液体的⼯作温度为52±3℃，由液体温控系统控制液体保持恒温。
液温低于49℃时，加热器处于加热状态；当液温达到49℃～52℃时，加热器断开；当液温达到52℃～57℃时，电风扇⼯作；当液温超过57℃时，蜂鸣器接通。
此时，应⽴即采取相应措施，若采取措施后仍不能使液温正常，则应⽴即关机，停⽌使⽤。
安许茨4型陀螺罗经的启动：接通船电开关；接通变压器箱上的电源开关，由0FF位置转到0N的位置。
20分钟后，接通随动开关，由“0＂位置转到“l”的位置。
安许茨4型陀螺罗经的⽀承液体的配⽅：蒸馏⽔10L，⽢油（20℃时，⽐重为1。
23g/cm3）1L，安息⾹酸10g。
⽢油⽤于增⼤液体⽐重，安息⾹酸⽤于导电。
当液体⽐重不正常时，添加30mL⽢油，可使⽀承液体的⽐重增加0.0005g/cm3；。
标准罗经使用注意事项
一.磁罗经要经常进行误差测定，并将结果记录进记录簿中。
二.经常检查驾驶台内磁罗经刻度盘照明是否点亮。
三.经常检查破罗经指向盘中有无小气泡，发现气泡及时注液。
四.要保持磁罗经外壳水密。
五.保持磁罗经干净整洁。
标准罗经的维护须知
破罗经的维护的保养是否妥当，直接影响到船舶的航行安全和仪器的使用寿命，因此,平时应认真做好磁罗经的维护和保养工作。
1、专人管理，专人负责，无关人员禁止乱动；
2、破罗经平时应盖上罗经帽和套上罗经套，以免罗经受风吹雨淋致使刻度盘变形，罗经木
被腐蚀；
3、平时应注意检查罗经的半周期和灵敏度；
4、保持液体无色透明，消除罗盘内的气泡；
5、应定期对罗盆轴和常平环轴等加润滑油；
6、各种校正器（包括备用的）不得生锈；软铁校正器不用时，不得将其靠近永久磁铁;保持
好校正磁铁棒时，应异名极相靠，并避免高温振动和恒定磁场的影响；
7、方位仪应保持其处于完好状态，棱镜面必须与照准面垂直，旋转轴应与罗盘中心轴针重
合；
8、投影或反射型罗经，应保持其光学透镜面的清洁，使罗经盘刻度清晰可见；
9、罗经附近不得放置或安装磔性物体。
安许茨4型陀螺罗经（Anschütz-4型）
（一）结构认识
1．总体结构及作用
(1)主罗经：指示船舶航向。
(2)变流机或逆变器：将船电转换成罗经各部分所需要的电源
(3)变压器箱或自动启动箱和报警装置：对罗经进行启动、关闭和临视其工作。
(4)分罗经接线箱及分罗经：复示主罗经航向示度。
(5)航向记录器：显示及记录船舶航向。
2．主罗经结构及作用
主罗经结构由三大部分构成。
（1）灵敏部分(陀螺球)：为一密封的球体，浸浮在随动球内的支承液体中。
起找北、指北的作用，是罗经的核心部件。
①陀螺球内的陀螺马达、阻尼器、灯形支架、电磁上托线圈等结构及安装方法；陀螺马达的供电及润滑方法。
②陀螺球外表面的五个电极名称及其作用；航向刻度线。
（2）随动部分：主要由随动球、中心枢轴、蜘蛛架、导电环、方位齿轮和罗经刻度盘等组成，置于贮液缸中，由上、下推力轴承支承在固定部分上。
能跟随灵敏部分一起转动，使航向刻度盘上的0º到180º的刻度线与陀螺球主轴南北线始终保持一致，用于复示并发送陀螺球所示的航向。
①随动球上、下半球及其连接方法。
②随动球各导电电极名称及其作用。
③蜘蛛架与导电螺钉。
④中心导杆及随动球的悬吊方法，导向轴承。
⑤汇电环及各电极间的导电途径，28号导电螺钉。
⑥方位齿轮、航向刻度盘及与随动球间的位置关系。
⑦主罗经如何指示出新航向。
（3）固定部分：是主罗经与船舶固定相连的部分。
由罗经桌、罗经箱等组成，提供灵敏部分正常工作的外部条件。
①罗经桌及桌上的各主要部件、贮液缸及平衡环的作用。
②支承液体。
③平衡重物及罗经桌的校平。
④罗经壳，主罗经基线，基线的粗调及微调。
⑤温控及报警系统：乙醚管、微动开关、加热器、风扇、蜂鸣器。
温度控制方法及范围。
（二）安许茨4型罗经的使用
1.开机前的检查与准备
(1)船电开关、变压器箱上的电源开关、主罗经左侧小门内的随动开关置于“断”位置。
(2)主罗经各部分在正常位置，主罗经上及分罗经接线箱中的保险丝应完好。
(3)各分罗经航向应与主罗经的航向一致。
(4)航向记录器上的航向应与主罗经的航向一致；记录纸左侧的时间标志应与开机时间一致；记录纸是否够用，若不够用则应补充备用的。
(5)主罗经支承液体应足够，用细木棍由注液孔插入贮液缸测量，液面至注液孔顶部的距离不应大于4～5cm。
2.开机步骤：（通常在开航前4～5h起动罗经）
(1)接通船电开关。
(2)接通变压器箱上的电源开关(观察主罗经陀螺马达三相电流指示小灯亮度)。
注意观察三个三相电流指示灯的亮度均较亮；从罗经箱观察窗口观察陀螺球应浮起并开始缓慢转动。
(3)20min后 (注意三个小灯亮度是否变暗)，接通随动开关，随动系统开始工作。
检查主罗经刻度盘上的航向读数应于陀螺球的航向读数一致，检查并调整分罗经航向与主罗经航向相同。
(4)当液温达到52度、罗经稳定指北、罗经桌水平时，检查陀螺球的高度应符合要求。
注意视线水平。
3.关机
(1)关闭随动开关。
(2)关闭变压器箱电源开关。
(3)关闭船电开关。
4、日常检查
（1）、陀螺球的高度：在罗经已经稳定，液温正常，罗经桌水平，打开主罗经尾部的小门，使眼睛与随动球透明玻璃块内外表面的两条水平线位于同一平面内。
以此为基准，观察陀螺球赤道线的高度。
正常时，赤道红刻线高出2 mm，允许偏差±lmm。
（2）、检查支承液体液面高度：用小木笺测量，保证液面至加液孔顶端的距离为4-5 cm；
（3）支承液体成分及作用
支承液体的配方:蒸馏水10L，甘油(20°C时，比重为1.23 g/cm3 ) 1 L，苯甲酸10 g。
甘油用于增大液体比重，苯甲酸用于导电。
当液体高度不正常时，添加20 mL甘油，支承液体的高度增加1 mm;反之，添加125 mL蒸馏水，支承液体的高度减小1 mm。
