¿Qué hace un giroscopio?

Un giroscopio es un dispositivo de detección de movimiento angular que utiliza la 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 el rotor que gira con respecto al eje de rotación a una velocidad angular muy alta y está montado en un soporte. Los dispositivos de detección de movimiento angular fabricados con otros principios tienen la misma función y también se denominan giroscopios.

Los giroscopios se utilizaron por primera vez para la navegación. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, también se utilizan ampliamente en los campos de la aviación y el aeroespacial.

Principio de funcionamiento

Principio de la estación de trabajo giroscópica

El eje de rotación de un objeto que gira a alta velocidad suele ser perpendicular a la fuerza externa que cambia su dirección. Además, cuando un objeto giratorio se inclina hacia un lado, la gravedad actuará en la dirección de inclinación creciente y el eje se mueve verticalmente, creando un movimiento de sacudida de la cabeza (movimiento de precesión). Cuando el eje giroscópico del giroteodolito gira sobre el eje horizontal, debido a la rotación de la Tierra, el cuerpo giratorio del giroscopio producirá un movimiento de precesión meridional en el plano horizontal. Cuando está paralelo al meridiano y en reposo se puede aplicar el VIP. [3]

La 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. Utilice hilo de seda para colgar el cuerpo del giroscopio 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 de precesión centrado en el norte verdadero en el plano horizontal. La dirección del eje de rotación se puede observar a través de un ocular en el exterior del dispositivo, y el centro de vibración del puntero giroscópico apunta al norte verdadero. Los métodos para medir el norte verdadero utilizando un giroteodolito incluyen "medición de cola" y "medición de tiempo".

Determinación de la colisión trasera [método de inversión]

Los microtornillos horizontales de la estación total se utilizan para el dial del giroteodolito cuyo extremo trasero muestra el movimiento de precesión. Lea el ángulo horizontal en el punto donde se invierte la dirección de la vibración (cuando se detiene el movimiento). Continúe esta medición para obtener el ángulo central de su vibración promedio. Utilice este método para observar durante 20 minutos y obtener la dirección norte verdadera de +/-0,5 en punto.

Medición del tiempo [mediante el método]

Al observar la dirección del norte verdadero y hacia atrás mediante el seguimiento trasero, el teodolito giroscópico apunta en la dirección del norte verdadero y su puntero oscila izquierda y derecha debido a la precesión. Al utilizar el tornillo de avance horizontal de la estación total para seguir la oscilación del puntero y registrar repetidamente el ángulo horizontal cuando el puntero pasa las 0 en punto, se puede mejorar la precisión de la medición del tiempo y se puede encontrar 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, generalmente se utilizan cables de larga distancia para medir la línea central en el pozo, y es difícil garantizar la precisión. Especialmente en el caso de túneles de protección, a partir de la corta línea central de referencia del pozo vertical, se requiere una alta precisión de medición de ángulo y precisión de movimiento de la estación, y se deben realizar con frecuencia las inspecciones correspondientes entre el suelo y el subsuelo durante la medición para garantizar la precisión de la medición. . Especialmente en zonas urbanas densas, es imposible realizar demasiadas operaciones de prueba y encontrar dificultades. Si se utiliza un giroteodolito, se puede obtener una referencia de acimut de absolutamente alta precisión y se pueden reducir los costosos trabajos de detección (puntos de detección mínimos). Este es un método eficaz de medición de la línea central.

3.2 Obtención del ángulo de dirección cuando la visibilidad es deficiente

Cuando la visibilidad es mala, el ángulo de dirección no se puede obtener desde un punto conocido. El ángulo de dirección se puede obtener mediante medición astronómica o. Medición de giroteodolito (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 y puede obtener el ángulo de acimut de cualquier línea topográfica en el campo, por lo que es fácil Calcular el error de cierre.

3.3 Determinación del norte verdadero para el cálculo de la sombra

En ciudades o suburbios, existen grandes restricciones para los edificios de gran altura con condiciones de luz solar o sombra solar. Al solicitar un edificio, se debe adjuntar un mapa de sombra solar. Este heliograma se refiere a la medición del norte verdadero de alta precisión necesaria para los cálculos y mapeos basados ​​en las horas solares aparentes del solsticio de invierno de 8:00 a 16:00. Utilice un teodolito giroscópico para obtener mediciones del norte verdadero que sean independientes del clima y la hora.

4. Varias marcas de giroscopios y métodos de compra.

Compañía ADI estadounidense, Compañía TI, Compañía ST, Fizoptika rusa, Compañía SENSONOR noruega, Silicio japonés, BEI Murata EPSON estadounidense

Algunas universidades e institutos de investigación en CrossbowKVH en los Estados Unidos son también desarrollando y produciendo algunos giroscopios. Algunas empresas nacionales y el Mercado de Electrónica Zhongfa 3176 de Beijing actúan como agentes de algunos giroscopios.