1 基本概念 陀螺仪（ gyroscope）的原理就是，一个旋转物体的旋转轴所指的方向在不受外力影响时，是 不会改变的。人们根据这个道理，用它来保持方向，制造出来的东西就叫陀螺仪。我们骑自行车 其实也是利用了这个原理。轮子转得越快越不容易倒，因为车轴有一股保持水平的力量。陀螺仪 在工作时要给它一个力，使它快速旋转起来，一般能达到每分钟几十万转，可以工作很长时间。 然后用多种方法读取轴所指示的方向，并自动将数据信号传给控制系统。在现实生活中，陀螺仪 发生的进动是在重力力矩的作用下发生的。 陀螺仪多用于导航、定位等系统，常用实例如手机GPS定位导航、卫星三轴陀螺仪定位。陀 螺仪基本上就是运用物体高速旋转时，角动量很大，旋转轴会一直稳定指向一个方向的性质，所 制造出来的定向仪器。不过它必需转得够快，或者惯量够大（也可以说是角动量要够大）。不然， 只要一个很小的力矩，就会严重影响到它的稳定性。 2 陀螺发展历史 1850年法国的物理学家莱昂傅科（ J.Foucault）为了研究地球自转，首先发现高速转动中的转 子（ rotor），由于惯性作用它的旋转轴永远指向一固定方向，他用希腊字 gyro（旋转）和skopein （看）两字合为gyro scopei 一字来命名这种仪表。 18世纪欧拉建立的动力学方程和欧拉运动学方程，为陀螺运动的理论奠定了基础。但是制造 出一个实用的陀螺却经历了长时间的探索。19世纪中期，随着钢制外壳船舶的出现，原来所用的 磁罗盘不再适用，因而用陀螺导航的要求日益迫切。在第一次世界大战中，美国海军制成了陀螺 导航仪，并很快被其他国家所采用。随着航海和航空事业的发展，陀螺仪已成为不可缺少的精密 导航仪器。20世纪初出现了飞机的陀螺稳定器和自动驾驶仪。但直到1940年后，陀螺罗盘才完全 代替了磁罗盘，1950年出现了惯性导航系统。 不论制造得多么精密的陀螺，要完全消除轴承的摩擦力并使质心和支点重合是不可能的，因 而就会产生外加干扰力矩的作用，引起陀螺转子自转轴的缓慢进动，称为陀螺漂移。这时的进动 角速度称为漂移角速度。陀螺漂移角速度的大小是衡量陀螺精度高低的标志。为最大限度地减少 漂移，近代陀螺的研究课题主要是如何实现无干扰力矩的支承。主要途径是用电场力来代替支架， 实现无支承悬浮。如果转子是个标准的球形，则电场力通过其中心，从而实现无摩擦的悬浮。另刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 2 页 一个途径是用磁场力来实现转子的悬浮，但要求转子必须是用超导体制造的，才能使磁力线垂直 于球形转子的表面且不穿透它的表面。这就是近代电陀螺和磁陀螺的基本设想。 3 刚体陀螺仪结构 从力学的观点近似的分析陀螺的运动时，可以把它看成是一个刚体，刚体上有一个万向支点， 而陀螺可以绕着这个支点作三个自由度的转动，所以陀螺的运动是属于刚体绕一个定点的转动运 动。更确切地说，一个绕对称轴高速旋转的飞轮转子叫陀螺。将陀螺安装在框架装置上，使陀螺 的自转轴有角转动的自由度，这种装置的总体叫做陀螺仪。 图1 陀螺仪结构 陀螺仪的基本部件有： 1) 陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴 高速旋转，并见其转速近似为常值)； 2) 内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获得所需角转动自由度的结构)； 3) 附件(是指力矩马达、信号传感器、控制器等)。 4 陀螺仪工作原理 陀螺仪，是一个圆形的中轴的结合体。而事实上，静止与运动的陀螺仪本身并无区别，如果 静止的陀螺仪本身绝对平衡的话，抛除外在因素陀螺仪是可以不依靠旋转便能立定的。而如果陀 螺仪本身尺寸不平衡的话，在静止下就会造成陀螺仪模型倾斜跌倒，因此不均衡的陀螺仪必然依 靠旋转来维持平衡。刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 3 页 陀螺仪本身与引力有关，因为引力的影响，不均衡的陀螺仪，重的一端将向下运行，而轻的 一端向上。在引力场中，重物下降的速度是需要时间的，物体坠落的速度远远慢于陀螺仪本身旋 转的速度时，将导致陀螺仪偏重点，在旋转中不断的改变陀螺仪自身的平衡，并形成一个向上旋 转的速度方向。当然，如果陀螺仪偏重点太大，陀螺仪自身的左右互作用力也将失效！。 而在旋转中，陀螺仪如果遇到外力导致，陀螺仪转轮某点受力。陀螺仪会立刻倾斜，而陀螺 仪受力点的势能如果低于陀螺仪旋转时速，这时受力点，会因为陀螺仪倾斜，在旋转的推动下， 陀螺仪受力点将从斜下角，滑向斜上角。而在向斜上角运行时，陀螺仪受力点的势能还在向下运 行。这就导致陀螺仪到达斜上角时，受力点的剩余势能将会将在位于斜上角时，势能向下推动。 而与受力点相反的直径另一端，同样具备了相应的势能，这个势能与受力点运动方向相反， 受力点向下，而它向上，且管这个点叫“联动受力点”。当联动受力点旋转180度，从斜上角到达 斜下角，这时联动受力点，将陀螺仪向上拉动。在受力点与联动受力互作用力下，陀螺仪回归平 衡。 5 实验原理 陀螺仪被用在飞机飞行仪表的心脏地位，是由于它的两个基本特性：一为定轴性（ inertia or rigidity），另一是进动性（ precession），这两种特性都是建立在角动量守恒的原则下。 5.1 定轴性 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的 陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。如果我们以地球为基准， 则可以认为三自由度陀螺相对于地球运动，这种运动称为陀螺的假视运动或视在运动。视在运动 是陀螺稳定性的表现。 其惯性随以下的物理量而改变： 1）转子质量愈大，转动惯量I愈大； 2）转子旋转半径愈大，转动惯量I愈大； 3）转子旋转速度愈高，转动惯量I愈大； 5.2 进动性刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 4 页 在运转中的陀螺仪，如果外界施一作用或力矩在转子旋转轴上，则旋转轴并不沿施力方向运 动，而是顺着转子旋转向前90度垂直施力方向运动，此现象即是进动性。 进动性的大小也有三个影响的因素： 1）外界作用力愈大，其进动性也愈大； 2）转子的质量惯性矩（moment of inertia）愈大，进动性愈小； 3）转子的角速度愈大，进动性愈小； 而进动方向可根据进动性原理取决于施力方向及转子旋转方向。 6 实验系统性能 1）刚体陀螺仪  尺寸：200*200*200mm  重量: 1.6Kg 2）转子电机：直流无刷电机（双电机结构）； 3）电机转速：0~6000r/min（可调）； 4）电源  电压：DC +12V  电流：3A 7 实验系统特点 1）采用三自由度刚体陀螺结构，可进行完善的陀螺实验及演示；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 5 页 2）转子电机采用高速无刷电机，转速平稳，寿命长； 3）转子采用双电机结构，保障了转子的对称性，并加大了转子驱动力矩，启动速度快； 4）配置有专用控制器，可以完成转子转速控制，方便实验； 8 实验操作 将刚体陀螺仪器平放在桌面上，仪器周转保留一定空间。 1）接通电源，打开开关； 2）设置转子转速：大、中、小； 3）启动陀螺，观察陀螺转子转速是否已经稳定； 4）定轴性实验 当三自由度陀螺转子高速旋转后，若不受外力矩的作用，不管基座如何转动，支撑在万向支 架上的陀螺仪自转轴指向惯性空间的方位不变，这种特性叫“定轴性”。 当陀螺转子高速旋转稳定后，手持基座分别绕刚体陀螺三个轴转动，观测刚体陀螺仪转子轴 的指向的变化。 分别改变转子转速大中小，观测陀螺转子轴的变化。 5）进动性实验 进动性是三自由度陀螺仪的一个基本特性。陀螺仪绕着与外力矩矢量相垂直的方向的转动， 叫做进动，其转动角速度叫做进动角速度。 进动角速度的方向取决于转子动量矩H和外力矩M的方向。外加力矩沿陀螺自转方向转动 90°即为进动角速度( )矢量方向。或者用右手定则记忆：从动量矩H沿最短路径握向外力矩M的 右手旋进方向，即为进动角速度方向。 通过控制器可改变转子飞轮正反转、转速，从而控制动量矩H的方向和大小，通过内框两侧 不同一侧加挂已知重量砝码，改变外力矩M的大小和方向，动量矩H为转子转动惯量和转速的乘 积，方向符合右手定则 进动角速度计算公式：ω=M/H sinθ 当θ=90°时，sinθ=1，所以 ω=M/H =M/Iωr 6）关闭电源，断开开关；刚体陀螺实验系统 GT300-3DT-ED 上海紫航电子科技有限公司 Tel：54170805 Fax：54170905 共 7 页 / 第 6 页 7）撤收仪器设备。 9 适用课程 惯性传感器原理、惯性导航原理、导航制导与控制、飞行控制原理、无人机实训实验、基础 力学、刚体力学、陀螺力学、理论力学、新型传感器原理及应用等。 10 注意事项 1）陀螺飞轮高速旋转时，不可用手触摸或试图阻止其转转； 2）实验系统工作时，尤其是陀螺转子处于高速旋状态下，必须有人在场； 3）刚体陀螺仪属于精密机械结构，操作中应当轻拿轻放，以免损坏设备。

实验原理 电子和原子碰撞时会交换某一定值的能量，且可以使原子从低能级激发到高能级。证明了原子发生跃变时吸收和发射的能量是分立的、不连续的，证明了原子能级的存在，从而验证了波尔理论。   仪器概述 含有氩原子的真空电子管在灯丝的加热下产生大量的电子，电子在加速电压的加速下，与氩原子发生碰撞，进行了能量交换，剩余有较大能量的电子还能冲过反向拒斥电压而达到板极形成板极电流，该电流被微电流放大器测量得到，从而获得电流与电压的变化曲线。   实验内容 记录氩原子的弗兰克- 赫兹曲线 计算普朗克常数   使用氩气管而无需加热 相比与其他的气体（如汞蒸气），无需专用加热装置，且.其化学特性更稳定，实验过程中处于高激发态原子较少，实验结果更准确更稳定误差较小。

干燥单元实验装置 1.装置原理： 当湿物料与干燥介质接触时，物料表面的水分开始气化，并向周围介质传递。根据介质传递特点，干燥过程可分为两个阶段。 第一阶段为恒速干燥阶段。干燥过程开始时，由于整个物料湿含量较大，其物料内部水分能迅速到达物料表面。此时干燥速率由物料表面水分的气化速率所控制，故此阶段称为表面气化控制阶段。这个阶段中，干燥介质传给物料的热量全部用于水分的气化，物料表面温度维持恒定（等于热空气湿球温度），物料表面的水蒸汽分压也维持恒定，干燥速率恒定不变，故称为恒速干燥阶段。 第二阶段为降速干燥阶段。当物料干燥其水分达到临界湿含量后，便进入降速干燥阶段。此时物料中所含水分较少，水分自物料内部向表面传递的速率低于物料表面水分的气化速率，干燥速率由水分在物料内部的传递速率所控制。称为内部迁移控制阶段。随着物料湿含量逐渐减少，物料内部水分的迁移速率逐降低，干燥速率不断下降，故称为降速干燥阶段。 恒速段干燥速率和临界含水量的影响因素主要有：固体物料的种类和性质、固体物料层的厚度或颗粒大小、空气的温度、湿度和流速以及空气与固体物料间的相对运动方式等。 恒速段干燥速率和临界含水量是干燥过程研究和干燥器设计的重要数据。本实验在恒定干燥条件下对帆布物料进行干燥，测绘干燥曲线和干燥速率曲线，目的是掌握恒速段干燥速率和临界含水量的测定方法及其影响因素。

轴系部件拆装与分析实验是针对轴系结构开设的实验。实验分组进行，每组2人，课内4学时。为使学生了解并掌握更多不同类型的轴系结构形式，实验中为学生提供12种不同结构形式的方案，配有相关零部件实验箱。学生自行选择方案，按所选方案自行组装，然后画出轴系部件结构草图并进行测绘。每个环节指导教师逐一进行检查，实验课结束前指导教师在草图上签字。课后按要求做实验报告，并画正规轴系部件结构图一张。该实验为学生完成轴系部件设计大作业和课程设计奠定了良好基础。该实验装置2009年获黑龙江省教学成果二等奖。

《运动与健康》全面地阐述体育运动与健康的关系、如何向体育运动要健康、不同运动项目的健康机制、运动损伤的预防与处理等基本内容。 《运动与健康》课程以人文社会科学的视野，将体育人文社会科学、运动人体科学和医学等相关学科有机地结合起来，系统、全面地阐述体育运动与健康的关系、如何向体育运动要健康、不同运动项目的健康机制、运动损伤的预防与处理等基本内容。《运动与健康》祝愿每一位同学掌握科学锻炼的方法，每天锻炼一小时，健康生活一辈子！

洁净厂房作为高洁净度生产场景的核心载体，其选址规划、厂区布局、主体建设与配套设施设计，直接决定了生产环境的洁净可控性与产品质量安全。为从源头规避污染风险、保障洁净生产体系长期稳定运行，结合行业合规要求与工程实践经验，对洁净厂房全流程建设核心要求进行系统化规范与细化明确如下： 一、洁净厂房选址核心要求 洁净厂房选址应遵循 “源头防控、合规优先、风险可控” 的基本原则，优先选择环境清洁、无显著污染隐患的区域，从地理区位上杜绝外源污染物对生产环境的侵扰，核心管控要求如下： 污染源防护距离管控洁净厂房选址应与各类有毒有害场所及其他污染源，保持不低于 25 米的最小卫生防护距离，确保生产环境不受外源污染物污染。其中污染源特指可能产生病原性微生物污染、严重危害性污染物的场所，主要分为三大类：一是工业扩散性污染源，包括化工厂、水泥厂、石材加工厂、石灰厂、冶炼厂、危险化学品生产仓储企业等，存在持续性粉尘、有毒有害气体、放射性物质及其他扩散性污染物隐患的场所；二是固体废弃物与环卫污染源，包括生活垃圾、工业固废的收集、存放、中转、处置全链条场所；三是生物性污染源，包括畜禽屠宰场、规模化畜禽饲养场、公共厕所、集中式污水处理设施等易滋生病原微生物、产生恶臭污染的场所。 选址环境底线要求厂区严禁选址于对食品、药品、精密元器件等生产产品存在显著污染风险的区域，厂区周边不得存在有毒废弃物处置点、持续性粉尘排放源、有毒气体扩散源、放射性物质存放点等无法通过防控措施消除的扩散性污染源。选址阶段应同步评估区域常年主导风向，优先将洁净厂房设置于污染源的常年主导风向上风向区域，避开下风向污染扩散带，最大程度降低大气污染物侵入风险。 不可规避污染源的防控要求若区域内各类污染源难以完全避开，必须开展专项污染风险评估，并配套设置可靠、有效的污染防范措施。包括但不限于设置全封闭物理隔离围挡、高密度防护林带、强化净化新风系统的多级过滤等级、调整新风取风口位置与高度等，经技术验证可彻底清除污染源对生产环境造成的影响，杜绝交叉污染风险后，方可开展后续建设工作。 二、厂区总平面布局与环境管控规范 厂区整体布局应遵循 “功能分区清晰、动线合理分离、污染全程防控” 的原则，实现厂区全域环境的闭环管控，核心要求如下： 功能分区与交叉污染防控厂区应按生产属性、洁净等级、使用功能，明确划分洁净生产区、辅助生产区、仓储物流区、办公生活区四大功能板块，各区域边界清晰、动线独立，严禁交叉设置。其中生活区与洁净生产区必须保持足够的防护距离或完全物理分隔，生活污水、生活垃圾处置设施、餐厨区域等，应远离洁净车间设置，杜绝生活源的生物性、化学性污染物向生产区域扩散。厂区人流、物流、污流应设置独立通道，顺向流转不折返、不交叉，从厂区全局规避交叉污染风险。 厂区全域环境与虫害防控厂区应保持全域环境整洁，无裸露垃圾、无积水洼地、无卫生死角，从源头消除鼠类、蚊蝇、蟑螂等病媒生物的孳生条件。生产场所周边不得设置易导致虫害大量孳生的潜在场所，若厂区周边存在此类风险源，必须配套设置全封闭物理隔离屏障、常态化虫媒监测体系与无害化消杀方案，确保洁净生产环境不受生物污染侵扰。 厂区道路与绿化管控厂区内主干道、支道及生产区周边道路，应全部采用混凝土、沥青等硬质材料铺设，路面平整密实、无破损、无扬尘、无积水，确保人流、物流运输过程不产生二次粉尘污染。厂区绿化应遵循 “防污染、防虫害、低干扰” 原则，绿化植被与洁净车间外墙、新风取风口应保持不小于 5 米的安全距离；优先选择无飞絮、无花粉扩散、易养护的常绿品种，严禁种植易滋生虫害、产生大量花粉 / 飞絮的植物。绿化区域应设置完善的灌溉与排水系统，定期开展修剪、养护与病虫害防治工作，杜绝绿化区域成为虫害孳生地与粉尘污染源。 三、厂房与洁净车间主体建设要求 厂房与洁净车间的建设规模、功能布局、洁净等级设计，必须与生产产品的品种、生产批量、工艺要求及行业合规标准完全适配，核心要求如下： 空间适配与作业区划分厂房应具备与生产规模相匹配的建筑面积与空间尺度，根据生产工艺流程、洁净度级别要求，合理划分洁净作业区、准洁净区、一般生产区、辅助作业区等功能区域。工艺布局应遵循 “由低洁净度向高洁净度逐级过渡” 的原则，减少洁净区域的非必要开口，各区域动线顺向不交叉，杜绝生产过程中的交叉污染。洁净车间的空间尺度应同时满足生产设备安装、人员操作、物料流转与净化系统运行的双重需求。 关键功能区域物理分隔厂房内设置的检验检测室、原辅料暂存区、成品仓储区、工器具清洗消毒区等，必须与生产作业区域（尤其是高洁净度生产区）进行严格的物理分隔。其中检验室应独立设置，与生产区域完全分隔，检验过程中产生的废液、废弃物、微生物培养物等，应设置专用的处置通道与无害化处理设施，严禁检验区域的污染物回流至生产区域，造成产品污染。 建筑结构基础规范厂房建筑结构应具备良好的密闭性、保温隔热性与结构稳定性，洁净车间的墙体、地面、顶棚应采用平整光滑、无裂缝、不积尘、易清洁消毒、耐腐蚀的合规材料，符合洁净生产环境的建筑规范要求。车间门窗应采用密闭性良好的材质，配套设置防虫、防尘、防鼠设施，洁净区域的门窗不得直接向非洁净区域开启，确保洁净环境的密闭可控。 四、净化系统配套空间与建筑条件专项要求 洁净车间的净化空调系统、送回风管路等核心设施，对厂房建筑本体条件有明确的专项要求，需在厂房设计与选型阶段同步规划、提前预留，保障净化系统稳定达标运行，核心要求如下： 车间层高与竖向空间预留洁净车间的楼层净高，需结合净化系统送回风管道管径、安装空间、吊顶内障碍物（消防管线、结构梁体等）的高度综合核算，楼层最低有效净高，即障碍物底部至地面的净距，必须满足通风管道安装、设备布置与后期检修的最小空间要求。送回风主管道的管径，需根据车间设计洁净等级、换气次数、所需总风量进行精准水力核算，同步预留管道保温、支吊架安装、检修操作的冗余空间，严禁因层高不足导致风管管径压缩、风量不足，进而影响洁净车间洁净度达标。常规非单向流洁净车间，吊顶内风管安装区域的净空高度不宜低于 1.2 米，车间完成面净高需同时满足生产设备安装与人员操作需求。 净化空调机组安装空间预留净化空调系统分为室外机组与室内洁净送风柜（空气处理机组 AHU）两大核心部分，厂房选型与设计阶段必须同步预留对应安装空间。其中，室外空调机组的安装位置，需具备良好的通风散热条件，远离粉尘、油烟、废气排放口与新风取风口，预留机组安装、检修、维护的充足操作空间，同时需提前规划机组运行的降噪减震措施，避免对周边环境与洁净车间造成振动与噪声影响。室内洁净送风柜应优先设置在专用的净化空调机房内，严禁直接设置在洁净生产区域内，机房位置应靠近洁净车间，缩短送风管路长度，降低风量损耗与冷量损失。 专用净化空调机房设计要求厂房总建筑面积规划中，除生产所需的洁净车间、辅助区域面积外，必须根据净化系统的冷量需求、机组规格、管路排布，预留独立、专用的净化空调机房。机房的面积、层高、承重荷载，需与空调机组、水泵、水箱、配电控制系统等设备的尺寸与运行参数完全匹配，同时预留设备检修、管路更换的操作空间。机房应设置完善的通风、排水、降噪、减震设施，满足设备长期稳定运行的环境要求，严禁将机房与生产区域、仓储区域合并设置，杜绝设备运行产生的粉尘、噪声、振动对洁净生产环境造成干扰。 送回风管路系统的建筑适配洁净车间的送回风管道布局，应在厂房建筑结构设计阶段同步规划，提前预留主管路的穿梁、穿墙孔洞，规避结构柱体、消防管线、给排水管线等障碍物对管路排布的影响。回风系统的设计需结合车间布局，合理设置回风夹道、回风竖井，预留对应的建筑空间，确保送回风系统的气流组织均匀，满足洁净车间的洁净度、温湿度、压差控制要求。 本规范所有技术要求，除满足上述条款外，还应符合《洁净厂房设计规范》GB 50073、对应行业生产质量管理规范（如食品生产通用卫生规范 GB 14881、药品 GMP 等）的国家现行标准要求，实现合规性、安全性与实用性的统一。

本发明公开了一种多级电位补偿装置及失超检测装置，包括感 应线圈、补偿线圈，位于补偿线圈两端的接线柱以及位于补偿线圈上 的多个分接头；分接头可沿着补偿线圈的表面滑动，在补偿线圈的表 面与分接头接触的部分可导电；感应线圈通过接线柱与补偿线圈并联 连接；感应线圈与超导磁体同心放置，用于感应超导磁体中的感应电压；补偿线圈将感应电压通过多个分接头分配并调节大小，实现对超 导磁体感应电压的补偿。本发明可以消除超导磁体中感应电压在失超 检测过程中对电压信号检测的影响，避免失超保护装置的误判；同时 该装置制作安装简

本成果首先参照 GenBank 收录的 23 株 SAFV P72 蛋白全基因序 列设计一对特异性引物，根据设计的引物探针最佳反应体系和反应条件，并对 建立的 PCR 反应方法进行敏感性、特异性、重复性试验；其次，参考非洲猪瘟 病毒 Con09/Bzz020 株 p54 基因的核苷酸序列，进行 p54 蛋白的体外表达，并进 一步建立一种间接 ELISA 检测方法，所建立的两种检测方法具有很好的应用性， 能够用于非洲猪瘟疫病的检测。同时建立了非洲猪瘟的风险分析和预警技术。 该技术能对非洲猪瘟进行临床鉴别诊断和预警分析，特异性好，灵敏度高，应 用前景广阔。