Article de référence | Réf : R1940 v3

Gyroscopes 1 axe
Gyroscopes et gyromètres mécaniques avec élément rotatif

Auteur(s) : Jean-Claude RADIX

Date de publication : 10 mars 2000

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Présentation

Auteur(s)

  • Jean-Claude RADIX : Ingénieur civil des Télécommunications - Professeur indépendant

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INTRODUCTION

D’une manière générale, on appelle gyroscope tout appareil permettant d’effectuer une mesure de la rotation de son boîtier vis-à-vis de l’espace absolu. Par ailleurs, on appelle gyromètre tout appareil permettant d’effectuer une mesure d’une (ou deux) composante(s) de la rotation instantanée absolue de son boîtier.

À l’heure actuelle, ces appareils mettent en jeu divers phénomènes physiques :

  • l’inertie de la matière : il s’agit alors de capteurs mécaniques, lesquels présentent toujours un élément mobile par rapport à leur boîtier : cet élément peut être rotatif (cas traité dans cet article), ou vibrant (cas traité dans l’article « Gyroscopes mécaniques vibrants »).

  • la propagation de la lumière : il s’agit alors de capteurs optiques (gyromètres laser, gyromètres à fibre optique), objets de l’article « Gyromètres optiques ».

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VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v3-r1940


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2. Gyroscopes 1 axe

2.1 Définition et structure

Un gyroscope 1 axe (ou encore : à un degré de liberté) comprend essentiellement (figure 4) :

  • un boîtier B (case), dont nous représentons la rotation instantanée absolue par  ;

  • un anneau de cardan C (constituant parfois un carter étanche) relié à B par un axe de cardan S appelé axe de sortie (out-put axis) ; cet axe peut être matérialisé par un arbre de torsion, par des roulements à billes de haute qualité, par des ensembles pivot-pierre, par un palier hydrostatique ;

  • une toupie T reliée à C par un axe Δ appelé axe de spin (spin axis), perpendiculaire à S : cet axe peut être matérialisé par des roulements à billes à haute fiabilité, ou par un palier hydrodynamique.

Ainsi, par construction, l’axe de la toupie balaie un plan lié au boîtier, perpendiculaire à l’axe de sortie. En général, ce type d’appareil comprend également :

  • un moteur électrique d’entraînement de la toupie, lui communiquant un moment cinétique de l’ordre de 10−3 à 10−1 N · m · s, suivant les types d’appareil considérés [Le moment cinétique s’exprime en newtons-mètres-secondes (N · m · s) ou, ce qui est équivalent, en kilogrammes-mètres carrés par seconde (kg · m2/s)] (cf. article ) ;

  • un détecteur d’écart (pick-off, signal generator), généralement inductif, mesurant le décalage angulaire θg de C par rapport à B ;

  • un moteur-couple (torquer) d’axe...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  + historique de la question

  • (2) -   *  -  * étude théorique de la question

  • (3) -   *  -  comporte des résultats d’essais de laboratoire

  • (4) -   *  -  d comporte des résultats pratiques ou industriels

  • (5) -   *  -  s étude technologique de la question

  • (6) -   *  -  e description d’appareillages ou d’installations

  • (7) - BLANCHARD (R.L.) -   High accuracy calibration of electrostatic gyrostrapdown navigation system  -  . AIAA G. and C. Conf. 1978.

  • ...

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