陀螺羅盤
正文
利用陀螺和擺的特性尋找和指示真北向的儀表。它不依賴地磁場,不受地區磁場和載體干擾磁場的影響,可以廣泛用於航海、航空、航天和地面運載體中。1906年前後德國H.安休茲博士發明陀螺羅盤，1908年德國生產出第一台用於航海的陀螺羅盤（又稱陀螺羅經），隨後美國和英國也相繼研製出類似產品。
陀螺羅盤是一個具有下擺性的雙自由度陀螺儀，水平放置的內環軸稱傾斜軸，垂直放置的外環軸稱方位軸。內環上有一擺組件（由擺和角度感測元件組成），它的敏感軸與傾斜軸平行，輸出信號經放大後輸送到兩個軸上的力矩器，分別在傾斜軸上形成修正力矩，在方位軸（或傾斜軸）上形成阻尼力矩。其自動指示真北向的原理如下：當陀螺儀置於北半球且不考慮擺組件時，由於陀螺的定軸性(見陀螺儀)，地球的自轉將使H矢端在通過地垂線且垂直於子午面的平面上的運動軌跡為一圓周(圖中曲線1)。如果有擺組件,當地球自轉使 H矢端從A點開始逐漸由水平面向上傾斜一個角度時，在重力作用下，擺組件將輸出一個正比於傾斜角的信號，經放大後輸送到傾斜軸力矩器，產生繞該軸的修正力矩,驅使H矢端向西進動,重新進入子午面。這時傾斜角和修正力矩達到最大值，使H矢端穿過子午面繼續向西進動。此後地球自轉使H矢端趨於水平面，傾斜角和修正力矩減小,進動變慢。當H矢端穿過水平面而低於水平面時，產生相反的修正力矩驅使H矢端向東進動。這樣來回反覆,造成羅盤的無阻尼振盪現象。這時H矢端的運動軌跡為一橢圓（圖中曲線2）。在施加修正力矩的同時，將放大後的擺信號經衰減器輸送到方位軸力矩器，產生繞該軸的阻尼力矩。當H矢端高於水平面時，有驅使其向下進動的力矩；低於水平面時,有相反的力矩。H矢端將沿一條內螺線(圖中曲線3)逐漸趨向真北向。
陀螺羅盤參考書目
薩維特編，英哲、文釗譯：《陀螺儀理論和設計》，科學出版社，北京，1977。(P. H. Savet,Gyroscopes:Theory and Design,McGraw-Hill,New York,1961.)
