图1介绍静电支承系统的工作原理。球形转子安装在支承电极的球腔之中。图上只画出一路,实际上同样的系统共有三路。整个电极球腔分割为12块等面积的电极。当转子偏离电极中心时,在相应的两块电极上将同时接通正和负等幅度的控制电压,使转子回到电极中心位置,同时转子始终处在地电位,从而解除了三路支承之间的藕合关系。

转子的姿态角通过光电信号器转换为电信号。图2为转子表面上刻线的情况。在转子极点的一侧刻有矩形图线,当转子的极点偏离顶端光电信号器时,将有转子自转频率的正弦波信号输出,其幅度和偏角的大小成正比。侧面刻线由侧面光电信号器观测,产生脉冲信号,作为检相器参考方波的相位基准。经过上述信号变换,静电陀螺仪将给出两路直流信号,成为一个二自由度的位置陀螺仪。

静电陀螺仪具有加转和阻尼线圈。在陀螺启动之后,这些线圈不再接入加转和阻尼电流,而是作为加矩线圈使用。如果把顶端和侧面的光电信号送入加矩控制线路,则可以把陀螺转子锁定在顶端光电信号器的零位上。这时静电陀螺仪成为一个二自由度的速度陀螺仪。加矩线路还可量测和补偿陀螺的漂移。

综上所述,静电陀螺仪具有支承系统,光电信号器和磁场力矩器等三个主要部件。此外为了保证正常工作,还需要有真空维持,温度控制和外磁场屏蔽等装置 。