《探秘陀螺仪》是一本专为中小学生量身打造的科普读物,以生动有趣的方式介绍陀螺仪这一经典传感器技术。陀螺仪,不同于大家耳熟能详的玩具陀螺,其因独特的科学属性广泛应用于各行各业,从古老的航海导航到现代的高科技领域,陀螺仪始终扮演着不可或缺的角色。
本书以陀螺仪的视角展开,带领读者穿越时空,从早期的机械陀螺仪讲起,逐步深入到现代的量子陀螺仪,详细介绍其在航海、航空、航天、自动驾驶等领域的广泛应用。书中不仅回顾陀螺仪的发展历程,还深入探讨其工作原理,包括角动量守恒、科氏力、量子力学等的应用,以揭示这些复杂科学原理背后的奥秘。
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1978.9~1982.7,哈尔滨船舶工程学院 ,自动化控制专业,本科
1982.9~1985.3,上海交通大学,自动化控制专业,硕士
2004.3~2007.7,天津大学,精密仪器专业,博士1985.4-1996.2,中国船舶集团有限公司第七〇七研究所,2室助理工程师、工程师;
1996.3-2003.2,中国船舶集团有限公司第七〇七研究所,14室高级工程师、研究员,研究室副主任、主任;
2003.3-至今,中国船舶集团有限公司第七〇七研究所,副总工程师,副所长,科技委主任。作为第一作者发表论文7篇,为EI检索,授权专利50余项。1.北斗应用总师系统/中央军委装备发展部,专业组成员
2.惯性与导航技术专业组/中央军委装备发展部,专业组成员
3.时空基准技术专业组/中央军委装备发展部,时空基准项目组成员
4.中国船舶集团有限公司科学技术委员会/中国船舶集团有限公司,导航专业组成员
5.天津市军民融合专家委员会/天津市军民融合产业技术创新战略联盟,副主任
6.国家重大研发计划首席科学家
7.中国船舶集团公司首席专家
8.国防工业“511人才工程” 学术技术带头人
9.天津市“131人才工程”
10.中国惯性技术学会常务理事及学术交流部主任 11.《中国惯性技术学报》主编
目录
第1章 我的奇妙世界
1.1 我的名字 5
1.2 我的诞生 5
1.3 我是你们身边的“隐形助手” 8
第2章 我怎么工作的呢?
2.1 我的旋转魔法 12
2.1.1 矢量 12
2.1.2 质点的角动量 13
2.1.3 质点的角动量定理 14
2.1.4 质点的角动量守恒定律 14
2.1.5 惯性系与非惯性系 15
2.1.6 我的定轴性 17
2.1.7 我的进动性 18
2.1.8 稳定旋转轴助力精准角度测量 19
2.2 我的时间戏法(光学陀螺仪的原理) 20
2.3 我的数学魔法 22
2.3.1 科氏力现象 22
2.3.2 基于科氏力的转动角速度测量 26
2.4 我的性能标签 28
2.4.1 我随时间的漂移 28
2.4.2 我的线性度 30
2.4.3 我与真值的差别 31
第3章 我的家族成员
3.1 机械陀螺仪:初代守护者 35
3.1.1 我的身体构造 35
3.1.2 我的家族成员 40
3.2 光学陀螺仪:光速导航者 50
3.2.1 光纤陀螺仪 50
3.2.2 激光陀螺仪 59
3.3 半球谐振陀螺仪:精准舞者 64
3.3.1 我的身体结构 65
3.3.2 我的独有属性 66
3.4 微机械陀螺仪:小巧玲珑的精灵 71
3.4.1 我从何而来 72
3.4.2 我的特点 73
3.4.3 我的尺度效应 75
3.4.4 我的兄弟姐妹 77
3.5 原子陀螺仪:量子世界的导航者 78
3.5.1 我有何不同 78
3.5.2 我的辉煌历程 79
3.5.3 我的家族成员 83
3.5.4 我的技术特点 86
第4章 我的冒险之旅
4.1 我在海洋中遨游 92
4.1.1 船舶和潜航器的姿态稳定 93
4.1.2 深海导航与定位 94
4.1.3 地形测绘与科考研究 94
4.2 我在太空中探索 95
4.3 我在空中做指挥 100
4.4 我与自动驾驶的奇幻冒险 102
4.5 我与地球的不解之缘 108
第5章 我未来的样子
5.1 量子技术的融合 114
5.2 微型化与集成化:我无处不在 115
5.3 智能化与自适应:我的“大脑”进化 116
5.4 跨界融合:我与新兴技术的碰撞 118