[科普中国]-速率积分陀螺仪

简介

速率积分陀螺仪，是导弹姿态控制系统不可缺少的关键元件，主要用于敏感弹体的姿态角速率，输出与角速率成正比的直流电压信号，通过伺服机构带动发动机调整弹体的姿态，以实现弹体的稳定飞行。由于其抗振动、耐冲击等特点，被广泛应用于飞机、导弹和鱼雷的控制系统。

东方红三号卫星（简称东三）姿态和轨道控制系统选用北京控制工程研究所（BICE）研制的速率积分陀螺测量卫星三个轴的角速率，必要时也可用于测量三个轴的姿态角，特别是偏航角。星上装有两套陀螺组件，每套由三个正交的单自由度液浮陀螺组成，它们的输人轴分别沿滚动轴、俯仰轴和偏航轴安装。东三后继星上采用一个斜装陀螺为其他三个正交陀螺提供备份。2

组成及漂移误差速率积分陀螺主要由信号器、电机、浮筒、力矩器、浮子支承结构、信号传输结构、浮液、波纹管和控制回路等组成。它的精度和稳定性决定了控制系统的精度和可靠性。衡量陀螺稳定性的主要指标是漂移误差，漂移误差是控制系统的主要误差之一。1对用在导弹上的陀螺而言，大的冲击加速度是使用环境的显著特点，因此与加速度指标相关的浮子静不平衡量成为影响陀螺性能的关键指标。该指标是影响陀螺漂移误差的主要因素之一。3

YT型单自由度液浮速率积分陀螺仪功能YT型单自由度淮浮速率积分陀螺仪是一种高性能惯性仪表。其主要结构部件均采用性能优越的铝合金制造。整个陀螺经受过严格的环境试验，它已广泛地应用在卫星、铁路、飞机、舰船等领域。

YT型陀螺采用磁滞同步马达，高精度加预载的端盖滚珠轴承，并作了特殊处理，可以保证长寿命和高稳定性，采用动圈式传感器和永磁式力矩器；输出轴采用轴尖宝石支承。马达正常运行频率为400Hz。为达到更高寿命可运行在100Hz。波纹管组件可补偿浮液在大温度范围内的体积变化。利用温度控制器使整个仪表处于最佳的悬浮状态。

为使陀螺正常运行，备有全套电子线路。包括温度控制器、反馈放大器、精密基准电路、马达电源、传感器激磁电源、模/数转换电路。陀螺可以输出角速度和角度的模拟量和数字量。4

性能指标机械性能：外部尺寸：长83mm，直径53mm

重量：470g

电气性能：传感器激磁：6V，7.14kHz

最大加矩速率：4.5°/s

马达激磁：3 相，32V，400Hz

加温功率：30W

保温功率：3W

精度：

漂移系数稳定性：0.2°/h（3个月）

随机漂移：0.07°/h（4个月）4