Akselerometras Ir Giroskopas: Koks Skirtumas?

{h1}

Yra daugybė skirtingų jutiklių, identifikuojančių tokius elementus kaip pagreitis ir orientacija. Populiariausi iš jų yra akselerometras ir giroskopas. Bet kiekvienas pateikia skirtingą informacijos rinkinį.

Objekto padėčiai ir orientacijai nustatyti naudojama daugybė skirtingų jutimo prietaisų. Dažniausi iš šių jutiklių yra giroskopas ir akselerometras. Nors savo paskirtimi jie panašūs, jie matuoja skirtingus dalykus. Sudėjus į vieną įrenginį, jie gali sukurti labai galingą informacijos rinkinį.

Kas yra giroskopas?

Giroskopas yra prietaisas, kuris naudoja Žemės gravitaciją, kad padėtų nustatyti orientaciją. Jo dizainą sudaro laisvai besisukantis diskas, vadinamas rotoriu, pritvirtintu prie besisukančios ašies didesnio ir stabilesnio rato centre. Kai ašis pasisuka, rotorius nejuda, nurodydamas centrinį gravitacinį trauką, taigi, kuris kelias yra "žemyn".

„Vienas tipiškas giroskopo tipas yra pagamintas pakabinant santykinai masyvų rotorių trijų žiedų, vadinamų antgaliais, viduje“, - teigiama Džordžijos valstijos universiteto studijų vadove. "Sumontavę kiekvieną iš šių rotorių ant aukštos kokybės guolių paviršių, užtikrinsite, kad vidinis rotorius gali patirti labai mažą sukimo momentą."

Pirmą kartą giroskopus išrado ir pavadino prancūzų fizikas Jeanas-Bernardas-Leonas Foucaultas. Kaip tik „Encyclopedia Britannica“, vokiečių išradėjas H. Anschütz-Kaempfe sukūrė pirmąjį veikiantį girokompasą tik 1908 m. Jis buvo sukurtas naudoti povandeniniame vandenyje. Tada, 1909 m., Jis buvo panaudotas kuriant pirmąjį automatinį pilotą.

Kas yra akselerometras?

Akselerometras yra kompaktiškas prietaisas, skirtas matuoti ne gravitacinį pagreitį. Kai objektas, į kurį jis integruotas, pereina iš stovėjimo į bet kokį greitį, pagreičio matuoklis yra suprojektuotas reaguoti į su tokiu judėjimu susijusias vibracijas. Tam naudojami mikroskopiniai kristalai, kurie patiria įtampą, kai atsiranda vibracija, ir nuo to streso sukuriama įtampa, kad būtų galima parodyti bet kokio pagreičio rodmenis. Pagreičio matuokliai yra svarbūs prietaisų, stebinčių kūno rengybos ir kitus matavimus atliekant kiekybinį savęs judėjimą, komponentai.

Pirmasis akselerometras buvo vadinamas Atwood mašina ir buvo išrastas anglų fiziko George'o Atwood'o 1783 m., Remiantis Ville'o Kaajakari knyga "Praktinis MEMS".

Giroskopo ar akselerometro naudojimo būdai

Pagrindinis skirtumas tarp dviejų prietaisų yra paprastas: vienas gali pajusti sukimąsi, o kitas negali. Tam tikru būdu akselerometras gali įvertinti nejudančio daikto orientaciją žemės paviršiaus atžvilgiu. Kai įsibėgėja tam tikra kryptimi, pagreičio matuoklis negali atskirti to pagreičio, kurį sukuria Žemės gravitacinė trauka. Jei turėtumėte atsižvelgti į šią kliūtį, kai naudojatės orlaiviu, akselerometras greitai praranda didžiąją dalį savo patrauklumo.

Giroskopas išlaiko savo efektyvumo lygį, nes gali išmatuoti sukimosi greitį aplink tam tikrą ašį. Matuojant sukimosi greitį aplink orlaivio riedėjimo ašį, jis nustato tikrąją vertę, kol objektas stabilizuosis. Taikydamas pagrindinius kampinio impulso principus, giroskopas padeda nurodyti orientaciją. Palyginimui, akselerometras matuoja tiesinį pagreitį, pagrįstą vibracija.

Įprastas dviejų ašių pagreičio matuoklis suteikia vartotojams sunkio kryptį orlaivyje, išmaniajame telefone, automobilyje ar kitame įrenginyje. Palyginimui, giroskopas skirtas nustatyti kampinę padėtį, remiantis erdvės standumo principu. Nepaisant panašaus tikslo, kiekvieno prietaiso programos skiriasi gana drastiškai. Pavyzdžiui, giroskopas yra naudojamas navigacijai bepilotėse transporto priemonėse, kompasuose ir didelėse valtyse, o tai padeda stabilizuoti navigaciją. Pagreičio matuokliai yra plačiai naudojami ir juos galima rasti inžinerijos, mašinų, aparatinės įrangos stebėsenos, pastatų ir konstrukcijų stebėjimo, navigacijos, transporto ir net buitinės elektronikos srityse.

Akselerometro pasirodymas plataus vartojimo elektronikos rinkoje, įdiegus tokius plačiai paplitusius įrenginius kaip „iPhone“, naudojantį jį įmontuotai kompaso programai, palengvino jo populiarumą visose programinės įrangos srityse. Ekrano orientacijos nustatymas, veikimas kaip kompasas ir veiksmų atšaukimas tiesiog purtant išmanųjį telefoną yra kelios pagrindinės funkcijos, kurios priklauso nuo pagreičio matuoklio buvimo. Pastaraisiais metais jos taikymas plataus vartojimo elektronikoje išplėstas iki asmeninių nešiojamųjų kompiuterių.

Naudojami jutikliai

Naudojimas realiame pasaulyje geriausiai parodo šių jutiklių skirtumus. Pagreičiui nustatyti naudojami pagreičio matuokliai, tačiau trijų ašių pagreičio matuoklis galėtų nustatyti platformos orientaciją žemės paviršiaus atžvilgiu. Tačiau kai tik ši platforma pradės judėti, jos rodmenis bus vis sudėtingiau interpretuoti. Pavyzdžiui, laisvo kritimo metu pagreičio matuoklis parodytų nulinį pagreitį. Orlaivyje, atliekančiame 60 laipsnių pasvirimo kampą, trijų ašių pagreičio matuoklis užregistruos 2 G vertikalų pagreitį, visiškai nekreipdamas dėmesio į pakreipimą. Galiausiai akselerometro negalima naudoti vien tam, kad būtų galima tinkamai išlaikyti orlaivius.

Pagreičio matuokliai gali būti naudojami daugelyje elektroninių plataus vartojimo prekių. Pavyzdžiui, tarp pirmųjų išmaniųjų telefonų, kuriais juo pasinaudojo, buvo „Apple“ „iPhone 3GS“, įdiegus tokias funkcijas kaip kompaso programa ir purtant anuliuoti, teigia „Wired“.

Orlaivyje būtų naudojamas giroskopas, kuris padėtų nurodyti sukimosi greitį aplink orlaivio riedėjimo ašį. Orlaiviui riedėdamas, giroskopas matuos ne nulines vertes, kol platforma išsilygins, o tada ji nuskaitys nulinę vertę, kad parodytų „žemyn“ kryptį. Geriausias giroskopo skaitymo pavyzdys yra tipinių orlaivių aukščio rodiklis. Jį žymi apskritas ekranas, kurio ekranas padalytas į pusę, viršutinė pusė yra mėlynos spalvos, kad parodytų dangų, o apatinė - raudona, kad būtų parodyta žemė. Orlaiviui leidžiantis į posūkį ekrano orientacija kils kartu su banku, atsižvelgiant į tikrąją žemės kryptį.

Numatytas kiekvieno prietaiso naudojimas daro įtaką jo praktiškumui kiekvienoje naudojamoje platformoje. Daugeliui įrenginių naudinga abiejų jutiklių buvimas, nors daugelis naudojasi tik vienu. Priklausomai nuo informacijos, kurią turite rinkti, tipo - pagreičio ar orientacijos - kiekvienas įrenginys pateiks skirtingus rezultatus.

Papildomos „WordsSideKick.com“ bendradarbės Alinos Bradford ataskaitos.

Papildomi resursai

  • Nevaromi mikromechaniniai giroskopai ir jų pritaikymas
  • Pietvakarių mikrosistemų švietimo centras: MEMS istorija
  • Žurnalas „Jutikliai“ internete: pagreičio, smūgio ir vibracijos jutiklių principai


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Vaizdo Klipas „Devynios Planetos“ Tarp Mokslo Vizualizacijos Apdovanojimų Laimėtojų
Vaizdo Klipas „Devynios Planetos“ Tarp Mokslo Vizualizacijos Apdovanojimų Laimėtojų

Nuotraukos: Elono Musko Ypač Greita Ateities Tranzito Sistema „Hyperloop“
Nuotraukos: Elono Musko Ypač Greita Ateities Tranzito Sistema „Hyperloop“

Mokslas Naujienos


Senovės Romos Namai Ir Faliniai Amuletai, Aptikti Izraelyje
Senovės Romos Namai Ir Faliniai Amuletai, Aptikti Izraelyje

Tyrimas Siūlo, Kad Po Sekso Bliuzas Maras Trečdalį Jaunų Moterų
Tyrimas Siūlo, Kad Po Sekso Bliuzas Maras Trečdalį Jaunų Moterų

Norite Ilgalaikės Santuokos? Asmenybės Rungtynės Gali Būti Nesvarbios
Norite Ilgalaikės Santuokos? Asmenybės Rungtynės Gali Būti Nesvarbios

Kodėl Neapsimoka Būti Savimi Darbe
Kodėl Neapsimoka Būti Savimi Darbe

Neįtikėtinai Mažėjantys Gyvūnai: Stebinantis Klimato Pokyčių Poveikis
Neįtikėtinai Mažėjantys Gyvūnai: Stebinantis Klimato Pokyčių Poveikis


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com