，而支承軸與軸承孔的同軸度很難保證在 以內，一般為 ，因此會造成大的摩擦力矩。而滾珠軸承由于內圈與滾珠間存在微小的間隙，可以避免這一問題。無內圈軸承裝成的陀螺零位穩(wěn)定性最好，但生產(chǎn)工藝性差，不適宜批量生產(chǎn)；主要是由于無內圈軸承的內孔尺寸太分散，從 到 ，造成小軸加工配組困難。為滿足批量生產(chǎn)的要求，根據(jù)試驗結果，決定采用法國滾珠軸承。對軸承清洗：先用超聲波在汽油中清洗，再用軸承清洗器在丙酮中清洗，最后進行烘干。（2）浮子減重試驗
浮子是陀螺的核心部分，它主要包括信號器動圈、浮筒殼、浮筒蓋、電機和力矩器動圈等主要部件。浮子減重主要考慮的問題是：浮子的剩余重量最小，即浮子重量與浮力之差最小，以減小摩擦力矩。試驗進行了兩種：一是在保證電機角動量不減小的前提下，將電機轉子輪緣的材料由鎢基高比重合金改為不銹鋼，對電機定子重新設計，使電機電源頻率由400Hz提高為1200Hz，結果電機的重量減輕了5.8g。二是對浮筒結構形式進行試驗，一種為圓柱形浮筒，另一種為球臺形浮筒，試驗時用的電機為減重后的電機，在浮子的其他零組件都裝配的情況下，測試了浮子的重量和浮力（浮液均為硅油），并計算出浮子的剩余重量見表1。從表1測定的數(shù)據(jù)，可以看出球臺形浮筒的剩余重量小，比圓柱形浮筒的剩余重量要小6.5g，所以選用球臺形浮筒。這兩項改進，使浮子的剩余重量減輕了12g之多。
表1 兩種浮筒重量和浮力的測定值
3．信號器的改進
信號器是將陀螺浮子的機械角位移轉換成電壓信號的部件。試驗用的信號器為微動同步器和動圈式傳感器兩種。試驗結果發(fā)現(xiàn)用微動同步器的陀螺零位較大，且零位變化大；而用動圈式傳感器的陀螺零位和零位變化小。分析認為是由于微動同步器在高頻交流電的作用下，產(chǎn)生電磁吸力，吸力的變化頻率是電源頻率的兩倍，在一個電源周期中，兩次達到最大值，兩次下降到零，并在工作中產(chǎn)生兩倍頻電源頻率的微振，這是導致零位變化的原因。而動圈式傳感器是一種轉動線圈的傳感器，由于動圈輕且不含鐵，因此無電磁反力，從而保證了陀螺零位的穩(wěn)定性。
根據(jù)試驗結果，將信號器由微動同步器改為動圈式傳感器，這樣從原理上消除了電磁力矩。同時，動圈式傳感器在設計時，使動圈的線圈長度大于定子的長度，使線圈兩端的剩余長度遠遠大于浮子的軸向間隙，以保證浮子軸向間隙變化時信號器梯度的穩(wěn)定。
（二）減小漂移系數(shù)DI、DS的措施
1．浮液體積變化補償
浮液體積變化會引起浮子重心與浮心發(fā)生偏移而產(chǎn)生干擾力矩，為補償陀螺內充入浮液的體積變化，給波紋管選型提供依據(jù)，試驗測定了硅油和氟油在不同溫度下的體積，見表2。由表2可見，硅油和氟油的體積隨溫度的變化基本相等，因此用波紋管補償浮液體積變化時，要在常溫充液時使波紋管受一定的預壓（波紋管的體積約被壓縮一半），高溫時波紋管被完全壓縮，低溫時波紋管完全放開，這樣就能起到較好的補償作用。常溫充油時，充油速度不宜過快，以每分鐘20～30滴為限。
表2 浮液在不同溫度下的體積 單位：ml
2．浮子的靜平衡
陀螺浮子的靜平衡是陀螺裝配過程中的關鍵工序之一，陀螺位置零位誤差的大小，直接取決于浮子的靜平衡精度。因此許多陀螺生產(chǎn)廠家，都在對陀螺浮子的平衡方法進行摸索。通常是利用平衡夾具，將浮子在空氣中粗平衡，然后再放人浮液中進行精平衡，平好后裝入陀螺殼體。但平衡夾具的設計各不相同，夾具的設計質量直接影響平衡精度的高低。這里將平衡夾具設計為長方形框架結構，在長方形長邊的對稱中心兩端有支承軸，在長方形框架上有一對軸承，軸承孔中心與長方形兩端的支承軸在一條直線上。浮子平衡前，先將平衡夾具放在刀稿支架上對夾具進行平衡，當夾具達到隨遇平衡后，再將浮予放在夾具上對浮子進行平衡。精平衡時，要將浮液抽真空。這些措施可大大減小靜不平衡力矩。
3．力矩器磁鋼的時效．
力矩器磁鋼的機械加工應力會引起力矩器刻度因數(shù)變化，而導致陀螺漂移。因此，磁鋼在線切割、研磨后，要進行時效處理，即將磁鋼零件放人蒸餾水中加溫至100℃煮沸，保持沸騰時間2.5h，使磁鋼充分時效。磁鋼充磁后為防止磁性能變化，在充磁完畢后，必須進行低溫-60℃和高溫120℃的穩(wěn)磁時效處理共5次，時效時間各為2h。這樣可消除磁鋼內部的殘余應力，穩(wěn)定磁性能。同時在設計力矩器動圈時，使力矩器動圈的長度大于力矩器定子磁鋼的長度，且使力矩器定子磁鋼位于力矩器動圈的中間位置，使力矩器動圈兩端的剩余長度遠大于浮子的軸向間隙，以防止浮子在高低溫下軸向間隙有變化時，仍能保證力矩器刻度因數(shù)的穩(wěn)定。
三、改進后的效果
采取以上改進措施后，陀螺的各項漂移都取得了明顯的改善，其直觀表現(xiàn)是：零位由原來的0.35º/s減小為0.08º/s，常溫可達到0.05º/s；零位位置誤差由原來的0.25º/s減小為0.1º/s；零位重復性和穩(wěn)定性由原來的0.09º/s減小為0.03º/s；回零誤差由原來的0.2º /s減小為0.05º/s；閾值從原；來的0.008º/s減小為0.002º/s；加速度敏感系數(shù)由；原來的0.06º/s/g減小為0.01º/s/g；隨機漂移從原來的0.008º/s減小為0.002º/s。
四、結論
通過對陀螺各部件進行的對比試驗，可以了解陀螺設計和工藝中存在的缺陷，為改進陀螺設計選擇最佳的結構方式、為陀螺制造摸索更加合理的工藝方法提供了依據(jù)。將試驗結果的改進措施用于陀螺的生產(chǎn)后，性能測試表明：陀螺的漂移誤差顯著減小、其他指標也得到了很大提高，說明這些改進措施是有效的、合理的、且容易實現(xiàn)。這些措施可供陀螺生產(chǎn)同行進行參考，為陀螺生產(chǎn)同行節(jié)省了試驗費用。目前這些措施已用于同類陀螺的生產(chǎn)中，并獲得了滿意的使用效果。
