航空仪表01
航空仪表基本知识汇总
概述——航空仪表的分类：发动机仪表、大气数据仪表、陀螺仪表。
第一章压力测量仪表．压力表……测量飞机上气体或液体压力的仪表，叫做压力表。
按动作原理分：机械式、电动机械式和电动式；按仪表供电的电源形式分为直流压力表和交流压力表。
2BYY-1A 功能：用来测量歼八飞机助力液压系统和收放液压（又叫主液压）系统的液压油压力。
组成：两个GYY-1传感器、两个完全相同装在一个表壳的2ZYY-1A指示器，测量范围0-250公斤/厘米²。
原理：测量压力时，弹簧管在压力作用下自由端产生位移、压力越大、位移量越大、当自由端向外移动时，经过曲臂连杆和活动摇臂改变电位器电刷在电阻上的位置从而改变指示器中两线框的电流比值，使指针在刻度盘上指出相应的压力数值。
当仪表不通电时，指针轴上的小磁铁受拉回磁铁的作用，使指针停在刻度以下的限制柱处。
弹簧管……由于弹簧管的横截面为椭圆形，所以弹簧管受流体压力作用后，压力沿短轴b方向的作用面积大于沿a方向作用的总面积，因而沿短轴方向的作用力也就大于沿长轴方向的作用力。
流体压力对弹簧管横截面积作用的结果，使长轴变短，短轴变短，即横截面由椭圆形向圆形转化。
在弹簧管的横截面由椭圆向圆形转化的过程中，弹簧管外管壁受到拉伸，内管壁受到压缩，因而外管壁产生反抗拉伸的拉应力，内管壁产生反抗压缩的压应力，这两个应力在自由端形成一对力偶，使弹簧管伸直变形，在自由端产生位移。
第二章温度测量仪表．热电极：一般把组成热电偶的两种金属导体又叫做热电极，所产生的电势叫热电势。
热端：热电偶温度高的一端叫热端或测量端。
冷端：温度低的一端叫冷端或参考端。
几种常用的热电偶①铂铑-铂热电偶……属于贵重金属热电偶，分度号为LB-3热电性能稳定，测量温度范围大，精度高，可以在氧化性或中性介质中长期使用。
由于这种热电偶电势率较低，金属材料价格昂贵，故一般只用这种热电偶作为标准热电偶使用。
②镍镉-镍铜热电偶……这种热电偶属于廉价金属热电偶，其分度号为EA。
航空仪表
航空仪表1.航空仪表按功用分：（1）飞行仪表（驾驶领航仪表）（2）发动机仪表（3）其他仪表系统（辅助仪表）2.标准海平面大气的参数：（1）气压Po=1.013hPa （760mmHg 或29,921inHg)（2）气温To=+15℃（3）密度3/kg 125.00m =ρ3.高度表能测量的参数：相对高度、绝对高度、标准气压高度（1）绝对高度：飞机在空中到海平面的距离绝对高度=相对高度+机场标高=真实高度+地点标高（2）相对高度：飞机从空中到某一既定机场地面的垂直距离。
（3）标准气压高度：（航线上使用）飞机从空中到标准气压海平面（即大气动力等于760mmHg ）的垂直距离。
标准气压高度=相对高度+机场标准气压高度标准大气条件下：海压高=绝对高度场压高=相对高度4.气压式高度表的工作原理：气压式高度表是根据标准大气条件下高度与静压的对应关系，利用真空膜盒测静压，从而表示飞行高度。
5.气压式高度表的组成：感受元件、传送元件、指示元件、调整元件。
调整机构的作用：①选择高度基准面②测量不同种类的高度③修正气压方法误差6.高度表误差：（1）机械误差（2）方法误差：当实际大气条件下不符合标准大气条件时指示将出现误差。
方法误差包括：气压误差和气温误差7. 高气压→低气压 多指高温度→低温度 多指8.指示空速（IAS)仅与动压有关；指示空速表的敏感元件是开口膜合概念：空速表按海平面标准大气条件下动压与空速的关系得到的空速。
（反映了动压的大小即反映了作用在飞机上的空气动力的情况。
）9.真空速（TAS ）（与静压、动压、温度有关）概念：飞机相对与空气运动的真实速度。
10.全静压系统的使用要求：（1）飞行前：①取下护套和堵塞并检查是否有脏物堵塞②全压管、静压孔、全静压管通电加温进行检查时间不超过1~2min ③全静压转换开关应放在正常位（2）飞行中：①大中型飞机在起飞前接通电加温开关，小型飞机在可能结冰的条件下，飞行时或飞行中接通加温。
航空科普：飞机仪表
航空科普：飞机仪表01、飞行仪表都有哪些？飞行仪表是指示飞机在飞行中运动参数的仪表。
飞行状态参数有飞行高度、飞行速度和加速度、姿态角和姿态角速度。
飞行仪表主要包括：高度表、空速表、马赫数表、升降速度表、地平仪、转弯侧滑仪、地速偏流角指示器等。
飞行高度指飞机重心相对于某一基准平面的垂直距离，其测量仪表称为高度表，主要有气压式和无线电式两种。
飞机的飞行速度主要包括空速和升降速度。
空速指当前飞机相对空气的飞行速度，测量仪器称为空速表；升降速度指飞机重心沿地面垂直方向的运动速度分量，测量仪表叫升降速度表，测量目的是为了保证飞机水平飞行。
飞机的姿态仪表有地平仪、转弯侧滑仪等，它们是利用陀螺原理设计的。
陀螺是一种能够保持自转轴不变的装置。
在转子高速旋转时，陀螺转轴始终正对地球。
当飞机姿态变化时，陀螺能够及时感受到，并能测量相应变化。
陀螺地平仪利用陀螺制成，是保证飞行安全的最重要的仪表，因而通常做得较大，并安装在飞行员正前方最显眼地方，飞行员几乎时刻都要通过它了解飞行的水平姿态。
转弯侧滑仪也是利用陀螺原理研制的，它的指针可以左右偏转，指示飞机转弯的方向和速度。
这个表的下部还有一个小的侧滑仪，它的偏转可以指示飞机有没有侧滑和侧滑的幅度。
02、导航仪表都有哪些？导航仪表用于显示和提供飞机相对于地球或其他天体的位置信息。
飞机往往按照预定航线飞行，由于飞机速度快，飞行距离远，长时间飞行有可能偏离预定航线。
导航仪表就是不断显示飞机的实际飞行路线，通过与预定航线进行比较，为飞行员的操纵提供依据，或为飞行控制系统提供导航参数。
导航仪表包括导航时钟、航向仪和专门的导航系统仪表。
时钟提供精确的时间信号，现代飞机上采用精度很高的电子时钟。
导航时钟在原理上与地面用的时钟无异，但在结构上要能经受天空中的恶劣环境条件。
航向仪提供飞机飞行的方向。
飞机的航向仪表有三种，一是普通的磁罗盘，即指南针，二是陀螺磁罗盘，三是无线电罗盘。
一架飞机往往三种航向仪都安装，适用于不同的环境和条件，以获得最准确的航向信息。
航空仪表——飞行员的有力助手
航空仪表──飞行员的有力助手早期的飞机并没有专门设计的仪表,飞行员往往凭感官掌握飞机的方向、姿态、速度和发动机工作状态。
飞行员一旦判断错误,就很可能发生飞行事故。
第一次世界大战中,飞机仪表有了很大发展。
1916年英国研制的SE.5型战斗机上已安装了3种专门的飞行仪表和4种发动机仪表。
1927年美国人林白驾机飞越大西洋时,飞机上除基本的飞行仪表和发动机仪表外,还安装了陀螺罗盘、倾斜和俯仰角指示器、转弯倾斜仪和时钟。
航空仪表的出现,成为了飞行员的有力助手。
20世纪30年代,专门的航空仪表相继试制成功。
空速表、高度表、陀螺地平仪、航向陀螺仪、升降速度表、转弯倾斜仪、无线电罗盘相继研制成功,发动机仪表也得到进一步完善。
二战以后,仪表技术的发展更为迅速,仪表的多功能化和机电综合化成为仪表发展的重要趋势,出现了指引地平仪、航道罗盘和大气数据计算机。
20世纪60年代以后,随着微电子技术和光电显示元件的发展,仪表数字化、小型化、综合化和智能化发展成为主流。
关灯玩手机可能诱使青光眼发作中国的青光眼患者,开角型和闭角型各占一半。
开角型青光眼常常是“温水煮青蛙”,患者在不知不觉中失去视力,而闭角型青光眼则容易突然发作,患者可能会一夜暴盲。
正常人眼压为10~21mm汞柱,青光眼急性发作时眼压通常会超过60mm汞柱,这对眼睛的伤害极大。
青光眼爆发前还会有几次小发作,小发作时眼压只是略微升高,表现为胀痛,傍晚看灯光有虹视、雾视等,休息一下就能缓解,所以常常被忽视掉了。
暗室里看场电影、黑暗里长时间看手机都可能诱发青光眼。
这是因为青光眼潜在患者眼球内“管道”的开口本来就小,黑暗中瞳孔会散大,周边虹膜堆积,会导致原本就狭小的管道开口突然关闭,导致青光眼发作。
但这些诱发因素所作用的都是本身眼球结构就有异常的青光眼潜在患者,正常人群不用过分担心。
研究人员发现火星地下冰河方便宇航员未来取水研究人员2018年1月12日宣布在火星上发现深埋地下的冰河。
《民航飞机飞行仪表》PPT课件
(ADC)
GEAR & FLAPS
TCAS + SSR CONTROL
PANEL
LOWER TCAS ANTENNA
空运飞行员的航空器飞行仪表和仪表飞行
空运飞行员的航空器飞行仪表和仪表飞行航空器飞行仪表与仪表飞行是现代航空运输系统中至关重要的一部分。
它们为空运飞行员提供了必要的信息，以确保飞行安全和准确的导航。
本文将对空运飞行员的航空器飞行仪表和仪表飞行进行探讨和解析。
一、航空器飞行仪表介绍航空器飞行仪表是指安装在飞机驾驶舱中的各种仪表设备，它们以电子或机械形式提供必要的信息给飞行员。
这些仪表包括航向指示器、空速表、升降速度表、高度表、坡度指示器、指示航道偏离的导航仪表等。
航向指示器（Heading Indicator）用于显示飞机的航向角度，帮助飞行员保持正确的飞行方向。
空速表（Airspeed Indicator）显示飞机的空速，帮助飞行员控制飞行速度。
升降速度表（Vertical Speed Indicator）显示飞机的上升或下降速度，提供飞行员对航线垂直运动的信息。
高度表（Altimeter）用于显示飞机的海拔高度，确保飞行员对飞机的准确高度有所掌握。
坡度指示器（Attitude Indicator）用于显示飞机的坡度角度，保持飞机平衡飞行。
导航仪表（Navigation Instruments）用于指示航道偏离情况，帮助飞行员按照预定航线飞行。
航空器飞行仪表的正确使用对于飞行的安全至关重要。
飞行员必须根据仪表的指示进行操纵飞机，而不仅仅依赖目视飞行。
二、仪表飞行的意义和要求仪表飞行是飞行员在无法利用目视飞行进行的飞行操作，依赖于航空器飞行仪表进行导航和控制。
仪表飞行的意义在于使飞行员能够在复杂的天气条件下，如低能见度或云层密布时，维持飞行安全。
仪表飞行要求飞行员掌握仪表飞行规程和程序，熟练操作航空器飞行仪表，并能准确读取和解读仪表信息。
飞行员需通过专业训练，获得仪表飞行技术的资格认证，确保自身能够胜任仪表飞行任务。
仪表飞行注重飞行员的精确控制和导航技巧。
飞行员需准确地飞行航线，按照仪表指示和导航设备进行操作，以防止航向偏离、高度异常、速度失控等问题的发生。
民航飞机飞行仪表
(accel., rate gyros, thrust, ...)
• Autopilot
Pitch
• Flight director Roll
• Head-up display Yaw
Thrust
• Autothrottle
Q
Aircraft
Air Data sensors
驾驶杆 电信号传送
运 动 传 感 器
电 信 号
操纵面位 置指令
大气数据传感器
动作筒 动作筒位置反馈
操纵面
电子飞行仪表系统
PFD
ECAM
ND
电子飞行仪表系统
PFD
ND
电 子 飞 行 仪 表 系 统
自动驾驶
飞行仪表 眼、脑、手 驾驶杆
舵面
飞机气动力 人工操纵回路
感应元件 变换放大元件 执行元件 舵面
飞机气动力 自动驾驶仪操纵回路
自动驾驶
Radio Nav sensors
Inertial sensors
AURAL ANNUNCIATION
MODE S ANTENNA
COORDNINATIO & INHIBITION
TCAS II UNIT
MODE S XPDR
ALRTAIMDEATRER
RADAR ALTIMETER ANTENNA
AIR DATA COMPUTER
(ADC)
GEAR & FLAPS
EFIS
Electronic Flight
Instrument System
Y/D
Yaw Damper
飞行管理系统
AUTOTHROTTLE
航空仪表基础.最全PPT
动控制)，使其按预定的规律工作。 空气螺旋桨一般由二叶、三叶或多叶桨叶组成。
对于固定翼飞机而言，不可能沿x轴的反向运动(直升机则可以)。 介绍各种飞行高度的定义，气压式高度表、无线电高度表的测量原理和认读方法； 排气行程结束后，又重复进行下一个工作循环。 在测量和计算某一对象(如飞机的运动或工作状态)的基础上，对它进行自动调节(即自动控制)，使其按预定的规律工作。 介绍主流民航飞机上使用的发动机指示与机组告警系统。 航空仪表种类繁多，且主要安装在飞机驾驶舱仪表板和操纵台上。
典型的测量仪表有：
大气数据系统仪表(高度类仪表、速 度类仪表、大气静温/总温表等)、姿 态系统仪表(地平仪、转弯仪、侧滑 仪等)、航向系统仪表(磁罗盘、陀螺 磁罗盘等)。
输入
感受
转换
传送
பைடு நூலகம்
输出 指示
典型的测量仪表有：
航空发动机上，有如下测量仪表：燃油/ 滑油油量表、燃油/滑油压力表、燃油流 量表、滑油温度表、振动指示器等。针 对活塞式发动机，有螺旋桨转速表、进 气压力表、气缸头温度表等；针对涡轮 螺旋桨发动机，有低压/高压涡轮转速表、 扭矩表、排气温度表等；针对涡轮喷气 发动机，有推力表、喷气温度表等。
对于固定翼飞机而言，不可能沿x轴的反向运动(直升 机则可以)。沿三轴其他方向的平动则都是可能的。沿着 Oy方向的平动将使飞机产生侧滑运动，沿着Oz方向的平 动将使飞机产生上升或下降运动。
航空器运动状态参数描述
●飞机运动状态参数描述
一般可将飞机在空中飞行的状态用以下几类参数描述： (1)反映飞机位置的参数。如飞行高度(相对某一参照物的 高度、真实高度等)；飞机的位置(如经纬度、相对某一导 航点的位置)。 (2)反映飞机飞行速度的参数(如空速、地速、上升/下降速 度、马赫数等)。 (3)反映飞机飞行姿态的参数。在机体坐标系内，有相对于 地面的俯仰角、滚转角、偏航角；在气流坐标系内，有迎 角、侧滑角等。 (4)反映飞机姿态变化率的参数，如滚转角速度、俯仰角速 度、偏航角速度等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
航空仪表飞行员需要不断地了解飞机的飞行状态、发动机的工作状态和其他分系统如座舱环境系统、电源系统等的工作状况，以便按飞行计划操纵飞机完成飞行任务；各类自动控制系统需要检测控制信息以便实现自动控制。
这些信息都是由航空仪表以及相应的传感器和显示系统提供的。
飞机要测量的参数很多，归纳起来可以分为飞行参数、发动机参数和系统状态参数(如座舱环境参数、飞行员生理参数、飞行员生命保障系统参数等)。
相应的，航空仪表按功用可分为飞行仪表、发动机仪表和系统状态仪表等。
同一个参数的测量原理和测量方法也很多，几乎涉及机械、电气、电子、无线电、光学等领域，这里主要介绍一些重要参数的测量原理。
3.5.1 飞行仪表这类仪表反映飞机运动状态和飞行参数，使驾驶员能正确地驾驶飞机。
主要可分为全静压系统仪表、指示飞行姿态和航向的仪表等。
全静压系统仪表全静压系统利用感受的全压和静压，分别输人膜盒内外，压力差促使膜盒变形，带动指针指示飞机的速度、高度等飞行参数，从而构成各种仪表。
这类仪表有空速表、气压式高度表、升降速度表和大气数据中心系统等。
用来测量气流全压和静压的管子称为全静压管，因用它测量飞机相对于空气运动的速度(即空速)，故又称空速管(图3.5.1)。
全静压管是一根细长的管子，远远伸在飞机机头或翼尖受气流干扰最小的地方，以免所感受到的气压受到飞机的影响。
全静压管正对气流的小口叫全压口，后面是全压室，这里感受的是迎面气流的全压(总压，即动压加静压)。
离头部一定的距离处，沿管周开几个小孔叫静压孔，这里不是正对迎面气流，在静压室中感受的是大气的静压。
由于全静压系统仪表是利用大气压强随高度、速度的变化，使金属膜盒产生膨胀或压缩变形带动仪表指针转动，所以也称为膜盒仪表、气压仪表。
空速表。
空速是指飞机在纵轴对称平面内相对于气流的运动速度。
空速是重要的飞行参数之一。
根据空速，飞行员可以判断作用在飞机上的空气动力的情况，从而正确地操纵飞机；根据空速，还可以进行领航计算。
空速表就是用来测量飞机空速的仪表。
空速表是通过测量全静压管的全压与静压之差(动压)来指示飞机速度的(图3.5.2)。
全静压管盖受到的全压和静压，分别用导管连到空速表的开口膜盒内外。
这样，飞行中膜盒内外的压力差等于气流的动压。
膜盒在压力差作用下膨胀，通过传动机构，使指针指出相应的速度值。
空气密度一定时，空速越大，动压也越大，膜盒膨胀得越厉害，指针指出的速度值就越大。
这种根据相对气流的动压测出的速度叫做指示空速，或叫表速。
气流的动压不仅与飞机和空气的相对速度(称为真空速)有关，而且与空气密度有关。
如果飞机和空气的相对速度不变而改变高度，则由于空气密度的变化，指示空速会随之改变。
因此，上述空速表还不能确实地反映飞机的真实空速。
为了使飞行员了解飞机的真空速，在有些空速表中装有空气密度补偿机构，形成组合式空速表(图3.5.3)，以指示真空速值。
图3.5.1 全静压管图3.5.2 空速表原理图3.5.3 组合空速表原理对高速飞机来说，为了防止激波失速还需要测量马赫数。
马赫数是真实空速与飞机所在高度上音速之比。
由于音速与空气静压有关，因此马赫数是总、静压比值(或动、静压比值)的函数，所以气压式马赫数表在结构上与真实空速表(局部温度修正的)类似，这里不再介绍。
高度表。
飞行高度是指飞机重心在空中相对于某一基准平面的垂直距离。
按照所选的基准平面的不同，飞行高度分为：绝对高度——选实际海平面为基准面，飞机重心在空中距离实际海平面的垂直距离；相对高度——选某一指定参考面(例如起飞或着陆机场的地平面)为基准面，飞机的重心在空中距离所选参考面的垂直距离；真实高度——选飞机正下方的地面目标的最高点且与地平面平行的平面为基准平面，飞机的重心在空中距离此平面的垂直距离；标准气压高度——选标准海平面为基准面(标准海平面的大气压力为101.325kPa)，飞机的重心在空中距离标准海平面的垂直距离。
飞机在起飞、着陆飞行时需要相对高度；飞机在执行搜索、轰炸、照相和救援等任务时需要真实高度；空中交通管制分层飞行时需要标准气压高度。
飞机上最常用的测高方法是气压测高和无线电测高，另外还有激光测高，同位素测高和垂直加速度积分测高等测量方法。
这里主要介绍气压测高方法。
大气压力随高度增高而减小，且有确定的函数关系。
国际标准大气规定了标准大气压力与高度的函数关系。
因此可通过测量大气压力来间接测量飞行高度，气压式高度表就是利用这一原理测量飞行高度的。
图3.5.4所示为气压式高度表的工作原理图。
图3.5.4 高度表图3.5.5 升降速度表气压式高度表实质上是一个真空压力计。
表壳内接大气静压，真空膜盒感受大气静压，真空膜盒组的位移经传动放大机构带动指针转动，指针在刻度盘上指示出相应的标准气压高度。
当实际大气参数与标准大气参数不符时，上述气压式高度表测得的就不是标准气压高度。
为了补偿海平面气压变化所造成的高度测量误差，在气压式高度表中设有气压调整装置，可由刻度盘上的气压窗口中读出被调定的实际海平面的大气压。
有了气压调整装置，气压式高度表还可以测出相对高度和绝对高度。
升降速度表。
升降速度表用来测量飞机上升或下降的垂直速度。
在升降速度表内有一开口膜盒，其内部与大气静压直接向连，外部通过毛细管(其内径很小，通气不畅)也与静压相连。
飞机上升或下降时，膜盒内部气压基本上随着高度的变化而改变，但膜盒外部的气压由于受毛细管的阻滞作用，变化较慢，因此膜盒内外产生压差而产生位移，再通过传动元件使指针旋转，就可指出飞机升降的速度。
例如飞机由平飞转入爬升时，高度升高，气压降低。
这时膜盒内部气压降低得快，外部降低得慢。
外部压强大于内部，这一压力差使膜盒收缩，于是指针向上转动，指出上升的读数，使驾驶员了解飞机爬升的快慢。
如果飞机由平飞转入下滑或俯冲，情况正好相反。
大气数据系统。
现代飞行器的飞行控制系统、发动机控制系统、导航系统、火控系统、空中交通管制系统和仪表显示系统等需要准确的静压、动压、温度、高度、高度变化率、高度偏差、指示空速、真实空速、马赫数、马赫数变化率、空气密度等信息，而上述这些参数只是空气总压、静压、总温的函数，如果靠分立的传感器和测量系统各自提供这些信息不仅增加体积、质量、成本，而且不便维护，也不利于提高这些信息的测量精度。
由于上述大气数据信息可由静压、动压和总温三个参数计算出来，所以由静压、动压和总温传感器提供的原始信息，再加上一些修正用的传感器(如迎角、侧滑角)信息，经解算装置或计算机的运算而得到大量大气数据信息的系统就叫大气数据系统，也叫大气数据计算机系统。
目前高性能飞机上均采用数字式大气数据系统；数字式大气数据系统的原理方块图如图3.5.6所示。
它是由总温传感器、总压和静压传感器、迎角传感器、输入接口、数字计算机、输出接口和显示器几部分组成。
图3.5.6 数字式大气数据系统原理图总压、静压传感器感受来自全静压管的总压、静压；总温由探头式总温传感器提供；迎角传感器(不一定每个飞机的大气数据系统都有)提供静压误差修正信息，有的大气数据系统还考虑侧滑角对静压误差的修正信息。
这些传感器的输出信息均输入到输入接口。
目前在数字式大气数据系统中应用的总压、静压传感器是压阻式或谐振式压力传感器。
前者输出与总压、静压成一定函数关系的电压信号，后者输出与总、静压成一定函数关系的频率(或周期)信号。
测温电路将总温传感器输出的总温信号转换为电压信号。
输入接口由多路转换器、模-数转换器和(或)频率-数字转换器组成，它将各类传感器输出的电压和(或)频率信息转换成数字计算机所需的数字信息号。
数字计算机在程序存贮器编排好的程序指令指引下，完成大气数据的计算，并协调控制整个大气数据系统的工作。
输出接口将数字计算机所算好的结果转换成各机载系统所需大气数据信息要求格式的串、并行数字信号、离散信号和模拟信号。
由高度、真实空速、马赫数等专用显示器或电子综合显示器显示大气数据信息。
为了提高大气数据系统的可靠性，在飞机、航天飞机上均装有多套大气数据系统，而气压式高度表、空速表、马赫数表作应急仪表用。
指示飞行姿态和航向的仪表指示飞行姿态和航向的仪表主要有陀螺仪、磁罗盘、侧滑仪等。
陀螺仪。
陀螺仪由转子和内、外环及基座组成，如图3.5.7所示。
高速旋转的转子通过轴承安装在内环上，内环通过轴承与外环相连，外环又通过轴承与基座相连，转子可以自由转向任意方向。
图3.5.8 陀螺仪的进动图3.5.7 陀螺仪构造原理陀螺仪有定轴性和进动性两个重要特性。
定轴性是指高速旋转的转子具有力图保持其转子轴在惯性空间内的方向稳定不变的特性，因此利用陀螺仪的定轴性就可以测量姿态角。
进动性是指陀螺仪在外力矩作用下，高速旋转的转子力图使其转子轴沿最短的路径趋向外力矩的作用方向。
图3.5.8所示陀螺仪转子在重力G产生的外力矩M的作用下，不从支点掉下，而以角速度ω绕垂线不断转动，这就是进动；角速度ω称为进动角速度。
干扰力矩引起转子的进动角速度称为陀螺的漂移率，是衡量陀螺仪性能的主要指标。
由于陀螺仪的进动性，当内、外环轴上有摩擦力矩作用时，就会破坏陀螺仪的定轴性，使转子轴稳定在惯性空间内的方向改变；同样利用陀螺仪的进动性，可以在内、外环轴上加外力矩以约束或修正陀螺仪，使陀螺仪的转子轴稳定在惯性空间内的方向不变。
图3.5.7中内、外环轴上的力矩器就起加外力矩的作用。
航空陀螺仪表就是利用陀螺的定轴性和进动性来工作的。
陀螺地平仪。
陀螺地平仪是利用陀螺仪特性测量飞行器俯仰和倾侧姿态角的飞行仪表。
为了在飞机上测量飞行姿态，必须在飞行器上建立一个地垂线或地平面基准。
利用陀螺仪的定轴性，使转子轴稳定在地垂线上就可以得到这一基准。
但是陀螺仪不能自动找到地垂线使转子轴稳定在地垂线上，而且由于内、外环轴上的摩擦力矩使陀螺仪转子轴产生漂移，因此必须解决陀螺仪转子轴能自动找到地垂线而且始终稳定在地垂线上的方法。
摆具有敏感地垂线的特性，但受到加速度干扰时会产生很大的误差。
如果将陀螺仪与摆式敏感元件结合在一起，就可以解决上面的问题。
陀螺地平仪就是陀螺仪与摆结合在一起的仪表。
它以陀螺仪为基础，用摆式敏感元件和力矩器组成的修正装置对陀螺仪进行修正，使陀螺仪的转子轴精确而稳定地重现地垂线。
图3.5.9是陀螺地平仪的结构原理图。
它由双自由度陀螺仪、摆式敏感元件、力矩器和指针刻度盘等组成。
装在陀螺仪内环轴上的液体开关是一种摆式敏感元件，是具有摆的特性和电路开关特性的气泡水准仪。
密封容器内装有特殊导电液体并留有气泡，还装有相互绝缘的电极。
液体开关感受陀螺仪转子轴相对地垂线的偏差，并将它变成电信号，经放大器放大后分别送给装在内、外环轴上的力矩器(力矩马达)，产生修正力矩，使陀螺仪转子轴始终沿地垂线方向。
上面介绍的陀螺仪由高速旋转的刚体转子组成，属于经典陀螺仪。