Описание экспериментальной установки

На рис.33 представлена принципиальная схема экспериментальной установки, состоящей из гироскопического блока, установленного на регулируемом основании 1, блока питания 2, включаемого в сеть через стабилизатор напряжения 3, и электронного измерителя - секундомера 4.

На оси электродвигателя установлен массивный маховик 6. Равновесие системы обеспечивает стержень 7 с делениями, укреплённый на статоре двигателя, и контргруз 8.

Моделью гироскопа является ротор 5 асинхронного электродвигателя, частота вращения которого может изменяться вплоть до 1210³ об/мин.

Гироскоп может поворачиваться в опорной вилке 9 вокруг горизонтальной оси, условно показанной на рис.33, и одновременно вращаться вокруг вертикальной оси 10, закреплённой в двух опорных подшипниках 11.

На маховике 6 и вертикальной оси 10 установлены специальные диски с равномерно расположенными прорезями (щелями), обеспечивающие оптическую связь источников света 12 и 13 с фотоприёмниками 14 и 15, электрические сигналы с которых подаются в электронный секундомер 4.

Это позволяет регистрировать частоту вращения оси гироскопа (ротора электродвигателя) и вычислять угловую скоростьпрецессии гироскопа.

На рис.34 представлена передняя панель электронного секундомера с указанием кнопки включения сети, клавиши сброса показаний индикатора времени и прекращения работы электрического двигателя установки клавишей «СТОП». На панели установлен регулятор частоты вращения электрического двигателя, которая регистрируется стрелочным прибором. По индикатору времени фиксируют время прецессионного движения оси гироскопа. Угол поворота гироскопа относительно вертикальной оси 10 (рис.33) фиксируется индикатором угла поворота.

Порядок выполнения работы Упражнение 1. Определение угловой скорости прецессии гироскопа

1. Произведите установку гироскопа по уровню на основании 1 (рис.33) при помощи регулируемых опор.

2. Установите и закрепите винтом контргруз (8) в таком положении, чтобы система находилась в безразличном равновесии, при котором ось гироскопа должна быть в горизонтальном положении.

3. Перед включением установки регулятор частоты вращения (рис. 34) поверните против часовой стрелки до упора.

4. Включите установку нажатием кнопки «СЕТЬ», при этом следует убедиться в том, что включены лампочки 12 и 13 (рис.33) обоих фотоэлектрических датчиков и также индикаторы времени и угла поворота (рис.34).

5. Включите питание двигателя и, плавно вращая регулятор частоты (рис.34), установите частоту вращения электрического двигателя на 8000 об/мин.

6. Убедитесь в том, что при равновесии системы в ней отсутствует прецессия и выключите двигатель.

7. Для создания момента силы тяжести сместите контргруз 8 по стержню 7 вправо от положения равновесия на = - 2 см и зафиксируйте его винтом.

8. Запустите двигатель и нажатием клавиши «СБРОС» (рис.34) обнулите табло индикатора времени.

9. После поворота вертикальной оси 10 (рис.33) гироскопа на угол 20нажмите клавишу «СТОП» (рис. 34), после чего индикатор времени (рис.34) остановится на угле 30, зафиксированном индикатором поворота (рис.34).

10. Запишите показания индикатора времени для угла 30и= - 2 см. в табл. 1.

11. Повторите п.п. 7 - 10 для поворота вертикальной оси гироскопа на угол 40и занесите результаты измерений в табл. 1.

12. Регулятором «ЧАСТОТА» (рис.34) на передней панели электронного секундомера установите частоту вращения двигателя на 9000 об/мин. И повторите п.п. 7 - 11 данного упражнения.

Таблица 1

Частота , об/мин
			- 2	2	3	4
8000	30
	40
9000	30
	40

13. Повторите п.п. 7 - 12, смещая контргруз (8) по стержню (7) на расстояния = 2, 3 и 4 см от положения равновесия, и занесите результаты измерений в табл. 1.

14. Вычислите угловую скорость прецессии оси гироскопа для каждого измерения и результаты вычислений занесите в табл. 1.

15. Рассчитайте абсолютную и относительную ошибки измерения угловой скорости прецессии.