¿Qué hace un giroscopio?

Los instrumentos giroscópicos pueden proporcionar señales precisas de azimut, nivel, posición, velocidad y aceleración.

Un giroscopio es un dispositivo de detección de movimiento angular que utiliza una carcasa sensible al momento de un cuerpo giratorio de alta velocidad para girar alrededor de uno o dos ejes ortogonales al eje de rotación en relación con el espacio inercial. La parte principal es un rotor que gira a una velocidad angular muy alta contra el eje de rotación. El rotor está instalado en un soporte. Los dispositivos de detección de movimiento angular fabricados con otros principios que realizan la misma función también se denominan giroscopios.

Los instrumentos giroscopios se utilizaron por primera vez para la navegación. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, también se han utilizado ampliamente en las industrias de la aviación y aeroespacial.

Principio de funcionamiento

Principio de la estación de trabajo Gyro

El eje de rotación de un giroscopio que gira a alta velocidad tiende a ser vertical en respuesta a fuerzas externas que cambian su dirección. . tendencia. Además, cuando un objeto giratorio se inclina lateralmente, la gravedad actuará en la dirección de inclinación creciente y el eje se moverá en dirección vertical, lo que dará como resultado un movimiento de sacudida (movimiento de precesión). Cuando el eje giroscópico del giroteodolito gira a lo largo del eje horizontal, está sujeto a una fuerza de rotación vertical debido a la rotación de la Tierra, y el cuerpo giratorio del giroscopio produce un movimiento precesional hacia el meridiano en el plano horizontal. Se puede aplicar cuando el eje está en reposo paralelo al meridiano. [3]

Estructura de la estación de trabajo giroscópica

El dispositivo giroscópico del teodolito giroscópico consta de una parte giroscópica y una parte de suministro de energía. Este dispositivo giroscópico se combina con una estación total. El cuerpo del giroscopio está suspendido con hilos de seda en el dispositivo de modo que el eje de rotación sea horizontal. Cuando el giroscopio gira, debido a la rotación de la Tierra, el eje de rotación produce un lento movimiento precesional centrado en el norte verdadero en el plano horizontal. La dirección del eje de rotación se puede observar a través del ocular fuera del dispositivo, y la dirección del centro de vibración del puntero giroscópico apunta al norte verdadero. Los métodos de medición del norte verdadero que utilizan giroteodolito incluyen la "medición de cola" y la "medición del tiempo".

Determinación de la captura de cola [método de inversión]

Utilice el tornillo de micromovimiento horizontal de la estación total para colocar en la parte trasera el dial del giroteodolito que muestra el movimiento de precesión. El ángulo horizontal se lee en el punto donde se invierte la dirección de la vibración (cuando se detiene el movimiento). Continúe midiendo de esta manera para encontrar el ángulo central de su vibración promedio. Utilizando este método durante 20 minutos de observación se puede determinar la dirección norte verdadera de /-0,5 minutos.

Determinación del tiempo [mediante el método]

Después de observar el norte verdadero con la medición del extremo de la cola, el giroteodolito apunta a la dirección del norte verdadero y su puntero oscila hacia la izquierda y hacia la derecha debido a la movimiento de precesión. Utilice el microtornillo horizontal de la estación total para seguir la oscilación del puntero y registre repetidamente el ángulo horizontal cuando el puntero pase las 0 en punto, lo que puede mejorar la precisión de la medición del tiempo y obtener la dirección norte verdadera con precisión. de /-20 segundos.

Ejemplos de aplicación

3.1 Medición de la línea central del túnel

En túneles y otros proyectos de excavación, la medición de la línea central en el pozo generalmente utiliza cables de larga distancia que son difíciles de garantizar la exactitud. Especialmente al realizar la excavación de un túnel de protección, es necesario tener una precisión de medición de ángulo alta y una precisión de cambio de estación a partir de la línea central de referencia corta del pozo. Durante la medición, se deben realizar inspecciones correspondientes en el suelo y bajo tierra para garantizar. que la precisión de la medición. Especialmente en zonas urbanas densas, es imposible realizar demasiadas operaciones de inspección y encontrar dificultades. Si utiliza un teodolito giroscópico, puede obtener una referencia de acimut de absolutamente alta precisión y puede reducir el costoso trabajo de inspección (con la menor cantidad de puntos de control), y es un método de medición de línea central muy eficiente.

3.2 Obtención del ángulo de dirección cuando la visibilidad está obstruida

Cuando hay una obstrucción de la visibilidad y el ángulo de dirección no se puede obtener desde un punto conocido, se puede utilizar la medición astronómica o la medición de giroteodolito para obtenerlo Ángulo de orientación (según especificaciones de medición del Ministerio de la Construcción). En comparación con las mediciones astronómicas, el método de medición del giroteodolito tiene muchas ventajas: depende menos del clima, no tiene nada que ver con el número de nubes, no requiere cálculos astronómicos complejos, puede obtener el ángulo de dirección de cualquier línea topográfica en sitio y puede calcular fácilmente el error de cierre.

3.3 Se requiere determinación del norte verdadero para el cálculo de la sombra solar

En áreas urbanas o suburbanas, existen restricciones de altura para edificios de gran altura con condiciones de sol o sombra solar. Al solicitar un edificio, se debe adjuntar un mapa de sombra solar. Este diagrama de sombra solar se refiere a la medición de alta precisión de la dirección norte verdadera requerida para el cálculo y el dibujo del mapa basado en las 8:00 a las 16:00 de la hora solar verdadera del solsticio de invierno.

Utilizando una medición de giroteodolito se pueden obtener mediciones del norte verdadero que no se ven afectadas por el clima ni el tiempo.

4. Varias marcas y canales de compra de giroscopios

Compañía estadounidense ADI Compañía TI Compañía ST Rusia Fizoptika Compañía noruega SENSONOR Japón Silicio EE. UU. BEI Murata EPSON

American CrossbowKVH Algunas universidades e institutos de investigación nacionales también están desarrollando y produciendo algunos giroscopios, y algunas empresas nacionales y Beijing Zhongfa Electronics Market 3176 son agentes de algunos giroscopios.