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。

本发明公开了一种电源、数据信号、音频模拟信号时分复用的单总线通信系统，包括接在电源/通信总线上的电源模块和至少两个通信模块，电源/通信总线的始端和终端分别跨接一个阻抗匹配电阻，通信模块包括：整流稳压电路、数据信号发送电路、数据信号接收电路、音频模拟信号发送电路、音频模拟信号接收电路和通信控制电路。本发明的总线供电通信系统电路结构简单，大大简化了电路的复杂度并降低了成本。在构成多节点总线通信方式时，支持主从通信和对等通信。

一种宽输入范围高电源抑制比的带隙基准电压源，包括电压预调节电路和带隙基准核电路，电压预调节电路产生一个低温漂、高电源抑制比的预调节电压Ｖｒｅｇ对带隙基准核电路进行供电，带隙基准核电路包括启动电路、负温度系数电流ＩＣＴＡＴ产生电路、正温度系数电流ＩＰＴＡＴ产生电路和非线性电流ＩＮＬ产生电路，非线性电流ＩＮＬ产生电路用于补偿负温度系数电流ＩＣＴＡＴ产生电路中的高阶温度分量，通过叠加电流ＩＣＴＡＴ、ＩＰＴＡＴ、ＩＮＬ并由电流?电压转换电路得到近似零温度系数的基准电压Ｖｒｅｆ。

本发明公开了一种绝缘铁氧体磁芯变压器型高压电源，包括上 磁轭、下磁轭、初级磁芯、次级磁芯、绝缘层；四个初级磁芯分布在 上磁轭和下磁轭之间；每个初级磁芯对应的磁芯柱上安装有多层次级 磁芯；上下相邻次级磁芯之间设有绝缘层；磁轭和磁芯均选用铁氧体 材料；电路结构包括初级线圈电路和次级线圈电路；初级线圈电路包 括初级线圈、方波逆变电路和高频 PWM 整流器，高频 PWM 整流器 将三相交流市电变成直流，方波逆变电路将直流逆变为方波作为初级 线圈输入；次级线圈电路包括次级线圈和全桥整流电路，全桥整流电 路将次

1.痛点问题 由于新能源发电易受气候环境影响、出力具有强随机波动性、且缺乏惯量支撑能力，以新能源为主体的新型电力系统供电结构将发生根本性变革，“灵活性匮乏”将成为长期矛盾，亟需汇集各类资源参与调节，增强系统灵活性、适应性。随着分布式电源和多样性负荷的接入配电网，配电网已经成为支撑高比例分布式电源安全并网、提高电网供电可靠性、挖掘新型可调控资源灵活性的关键所在，亟需研究支撑海量分布式电源并网的群控群调的关键技术，研发支撑海量分布式电源并网的群控群调软件，实现分布式资源的自律和输配电网的协调，促进高比例新能源的安全并网和可靠消纳。 2.解决方案 本项技术实现了支撑海量分布式电源并网的群控群调，主要技术要点： 1)利用量测系统采集的信息估算电力系统的实时运行状态，给出各母线的电压和相角，各线路和变压器的潮流，各光伏逆变器有功无功出力。 2)以集群状态估计的结果为基础，计算出当前时刻群内完整的有功、无功潮流分布和电压分布，覆盖变压器、光伏及储能节点和馈线。 3)基于集群控制子站对能源进行主动管理，通过控制区域内的分布式电源及其他可控资源，加以灵活有效的协调控制技术和管理手段，实现对现存资源的高效利用和可再生能源的高度兼容。 4)建立在配电自动化主站及分布式发电集群控制子站基础上的高级管理计算系统，支持在正常运行状态下以经济性为目标，以安全性为约束获得集群的日前重构组态方案，在紧急状态下以运行安全为首要目标，进行实时性的快速集群重构控制。 3.合作需求 寻求应用场景和资源对接，应用场景和业务能覆盖新疆、甘肃、江苏、浙江等新能源大省，并且与新能源领域的大中型企业有合作经验，同时具有一定的技术开发能力、市场推广资源和现场工程实施经验，能与现有团队形成合力，通过信息领域与能源领域的交叉研究，突破支撑海量分布式电源并网的群控群调的软硬件难题。为保障项目实施质量和进度要求，拟合作团队需通过ISO9001质量管理体系认证，且是国家高新技术企业。期望通过合作，全面开展产品和服务的推广销售，力争在一年内形成规模化产值，同时在各个省份组织相应的实施团队，高质量完成项目的交付，并持续做好技术支持和各项售后服务。

本发明公开了一种采用高阶滤波器的高带宽包络线跟踪电源，其特征在于，包括：阶梯波电压发生电路、高阶滤波器电路和高频补偿电路。所述阶梯波电压发生电路发生阶梯波电压对包络线信号进行初步拟合；高阶滤波器电路采用高阶LC低通滤波器结构，有效滤除阶梯波中高频谐波分量，进一步得到更加接近包络信号的电压信号；再通过高频补偿电路先计算出前述步骤得到的结果与参考信号之间的差值，再将差值经由PID控制器处理后输送到线性放大器进行功率放大，最后补偿到负载上。所设计包络线跟踪电源降低了通过线性放大器中的电流，减小了线性放大器的损耗，显著提升了包络线跟踪电源的效率。

产品详细介绍双量程，额定输出20V，10A或8V，20A，单路可调·  低纹波、低噪声·  3.5英寸TFT液晶屏幕显示·  恒压、恒流工作状态自动切换 ·  过压、过流、过温和短路的自动保护·  具有Remote Sensing功能，输出更准确·  ListMode功能，可预存100组电压、电流和时间数据，简便输出方波电压或电流·  配RS232C和GPIB通信接口·  提供标准SCPI指令集，支持Agilent、NI VISA·  智能风扇控制·  可拆卸的通风窗口  ·  适用于19英寸标准上架机柜，高度3U，宽度1/2个标准机箱

产品详细介绍 英特罗克  IPA110-10L： 输入电压                      220 VAC±10﹪,50/60 Hz,1 Ф  输入功率                      约 2000 VA  输出额定电压                  110 V 输出最大电压                  113.3 V 输出电压变化范围              0～110 V 输出电压分辨率                20 mV 输出电压旋钮                  10 圈  输出电压设置准确度            ±(0.5﹪额定值+ 500 mV) 输出额定电流                  10 A 输出最大电流                  10.3 A 输出电流变化范围              0～10 A 输出电流分辨率                1.8 mA 输出电流旋钮                  10 圈 输出电流设置准确度            ±(1﹪额定值+ 5 mA) 电压纹波（5Hz～1MHz,RMS）（恒压） 1 mVrms 电流纹波（5Hz～1MHz,RMS）（恒流） 2 mArms 电源效应（恒压）              0.005﹪额定值+ 1 mV 电源效应（恒流）              1 mA 负载效应（恒压）              0.005﹪额定值+ 1 mV 负载效应（恒流）              3 mA 温度系数（恒压）              50 ppm/℃  温度系数（恒流）              300 ppm/℃  瞬态响应时间（恒压）          50 μs  主控、受控电源并联            最多3台  主控、受控电源串联            最多2台  恒压指示                      CV，绿色LED灯指示  恒流指示                      CC，红色LED灯指示  工作环境温度和湿度            0～40 ℃ / 10﹪～90﹪ RH  储藏温度和湿度                -10～60 ℃ / 低于90﹪ RH 冷却系统                      风扇强制制冷  输出极性                      正极或者负极都可以接地 绝缘电压                      ±250 V 电压表最大显示                999.9 电压表显示误差                ±(0.5﹪读值+ 5 个字)，环境23 ℃ ± 5 ℃ 电压表温度系数                300 ppm/℃  电流表最大显示                99.99 电流表显示误差                ±(1﹪读值+ 5 个字) ，环境23 ℃ ± 5 ℃ 电流表温度系数                400 ppm/℃  温控电路启动温度              100 ℃  过压保护预设范围              11 V ～ 121 V 过压保护动作时间              50 ms 过流保护预设范围              1 A ～ 11 A 过流保护动作时间              50 ms 输入保险管                    30 A  输出保险管                    15 A 重量                          40 kg 尺寸                          430×177×548 mm 

产品详细介绍 英特罗克 IPA16-30LA： 输入电压            220 VAC±10﹪,50/60 Hz,1 Ф  输入功率            约 1100 VA  输出额定电压        16 V  输出最大电压        16.48 V  输出电压变化范围    0～16 V  输出电压分辨率      3 mV  输出电压旋钮        10 圈  输出电压设置准确度  ±(0.5﹪额定值+ 50 mV)  输出额定电流        30 A  输出最大电流        30.9 A  输出电流变化范围    0～30 A  输出电流分辨率      5.4 mA 输出电流旋钮        10 圈 输出电流设置准确度  ±(1﹪额定值+ 50 mA)  电压纹波（5Hz～1MHz,RMS）（恒压） 0.5 mVrms  电流纹波（5Hz～1MHz,RMS）（恒流） 5 mArms 电源效应（恒压）    0.005﹪额定值+ 1 mV 电源效应（恒流）    3 mA  负载效应（恒压）    0.005﹪额定值+ 2 mV 负载效应（恒流）    3 mA  温度系数（恒压）    50 ppm/℃  温度系数（恒流）    300 ppm/℃  瞬态响应时间（恒压） 50 μs  主控、受控电源并联  最多3台  主控、受控电源串联  最多3台  恒压指示            CV，绿色LED灯指示  恒流指示            CC，红色LED灯指示  工作环境温度和湿度  0～40 ℃ / 10﹪～90﹪ RH  储藏温度和湿度      -10～60 ℃ / 低于90﹪ RH 冷却系统            风扇强制制冷  输出极性            正极或者负极都可以接地 绝缘电压            ±250 V  电压表最大显示      99.99 电压表显示误差      ±(0.5﹪读值 + 2 个字)，环境23 ℃ ± 5 ℃ 电压表温度系数      300 ppm/℃  电流表最大显示      99.99 电流表显示误差      ±(1﹪读值+ 5 个字) ，环境23 ℃ ± 5 ℃ 电流表温度系数      400 ppm/℃  温控电路启动温度    100 ℃  过压保护预设范围    1.6 V ～ 17.6 V  过压保护动作时间    50 ms 过流保护预设范围    3 A ～ 33 A  过流保护动作时间    50 ms 输入保险管          15 A 输出保险管          30 A 重量                25 kg 尺寸                214×177×513 mm 

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