Mange forskjellige sensoriske enheter brukes Til å bestemme posisjon og orientering av et objekt. De vanligste av disse sensorene er gyroskopet og akselerometeret. Selv om de er like i hensikt, måler de forskjellige ting. Når de kombineres til en enkelt enhet, kan de skape et meget kraftig utvalg av informasjon.

Hva er et gyroskop?

et gyroskop er en enhet som bruker Jordens tyngdekraft til å bestemme orientering. Dens design består av en fritt roterende disk kalt en rotor, montert på en spinnende akse i midten av et større og mer stabilt hjul. Når aksen vender, forblir rotoren stasjonær for å indikere den sentrale gravitasjonskraften, og dermed hvilken vei er ” nede.”

” en typisk type gyroskop er laget ved å suspendere en relativt massiv rotor inne i tre ringer kalt gimbals, ” ifølge En studieguide Fra Georgia State University. “Montering av hver av disse rotorene på lagerflater av høy kvalitet sikrer at svært lite dreiemoment kan utøves på innsiden av rotoren.”

Gyroskoper ble først oppfunnet og navngitt i det 19. århundre av fransk fysiker Jean-Bernard-Lé Foucault. Det var ikke før i 1908 at den tyske oppfinneren H. Anschü-Kaempfe utviklet Det første brukbare gyrokompasset, Ifølge Encyclopedia Britannica. Den ble opprettet for å bli brukt i en nedsenkbar. Så, i 1909, ble det brukt til å lage den første auto-pilot.

Hva er et akselerometer?

et akselerometer er en kompakt enhet designet for å måle ikke-gravitasjonsakselerasjon. Når objektet det er integrert i, går fra stillstand til hvilken som helst hastighet, er akselerometeret designet for å reagere på vibrasjonene som er forbundet med en slik bevegelse. Den bruker mikroskopiske krystaller som går under stress når vibrasjoner oppstår, og fra det stresset genereres en spenning for å skape en lesning på enhver akselerasjon. Akselerometre er viktige komponenter til enheter som sporer fitness og andre målinger i kvantifisert selvbevegelse.

det første akselerometeret ble kalt Atwood-maskinen og ble oppfunnet av den engelske fysikeren George Atwood i 1783, ifølge boken “Practical MEMS” Av Ville Kaajakari.

Bruk av et gyroskop eller akselerometer

hovedforskjellen mellom de to enhetene er enkel: man kan fornemme rotasjon, mens den andre ikke kan. På en måte kan akselerometeret måle orienteringen til et stasjonært element med forhold Til Jordens overflate. Ved akselerasjon i en bestemt retning er akselerometeret ikke i stand til å skille mellom det og akselerasjonen som tilbys gjennom Jordens gravitasjonskraft. Hvis du skulle vurdere dette handikapet når det brukes i et fly, mister akselerometeret raskt mye av sin appell.

gyroskopet opprettholder sitt effektivitetsnivå ved å kunne måle rotasjonshastigheten rundt en bestemt akse. Når man måler rotasjonshastigheten rundt rulleaksen til et fly, identifiserer den en faktisk verdi til objektet stabiliserer seg. Ved hjelp av hovedprinsippene for vinkelmoment, hjelper gyroskopet til å indikere orientering. Til sammenligning måler akselerometeret lineær akselerasjon basert på vibrasjon.

det typiske toakse akselerometeret gir brukerne en tyngdekraft i et fly, smarttelefon, bil eller annen enhet. Til sammenligning er et gyroskop ment å bestemme en vinkelposisjon basert på prinsippet om stivhet i rommet. Applikasjonene til hver enhet varierer ganske drastisk til tross for deres lignende formål. Et gyroskop, for eksempel, brukes i navigasjon på ubemannede luftfartøyer, kompasser og store båter, til slutt bistå med stabilitet i navigasjon. Akselerometre er like utbredt i bruk og kan finnes i engineering, maskiner, maskinvare overvåking, bygg og strukturell overvåking, navigasjon, transport og selv forbrukerelektronikk.

utseendet på akselerometer i forbrukerelektronikk markedet, med innføringen av slike utbredte enheter som iPhone bruker det for den innebygde kompass app, har tilrettelagt sin generelle popularitet i alle veier av programvare. Bestemme skjermretning, fungerer som kompass og angre handlinger ved å bare riste smarttelefonen er noen grunnleggende funksjoner som stole på tilstedeværelsen av et akselerometer. I de senere årene, sin søknad blant forbrukerelektronikk strekker seg nå til personlige bærbare datamaskiner.

Sensorer i bruk

bruk I den Virkelige verden illustrerer best forskjellene mellom disse sensorene. Akselerometre brukes til å bestemme akselerasjon, selv om et treakset akselerometer kan identifisere retningen til en plattform i forhold til Jordens overflate. Men når plattformen begynner å bevege seg, blir lesingene mer kompliserte å tolke. For eksempel, i et fritt fall, vil akselerometeret vise null akselerasjon. I et fly som utfører en 60 graders vinkel på banken for en sving, ville et treakset akselerometer registrere en 2-G vertikal akselerasjon, og ignorere tiltingen helt. Til slutt kan et akselerometer ikke brukes alene for å hjelpe til med å holde flyene riktig orientert.

Akselerometre i stedet finne bruk i en rekke forbruker elektroniske elementer. For eksempel, Blant De første smartphones å gjøre bruk Av Det Var Apples iPhone 3gs med innføringen av slike funksjoner som kompass app og riste å angre, Ifølge Wired.

et gyroskop ville bli brukt i et fly for å hjelpe til med å indikere rotasjonshastigheten rundt flyrulleaksen. Som et fly ruller, gyroskopet vil måle ikke-null verdier til plattformen nivåer ut, hvorpå det ville lese en nullverdi for å indikere retningen av ” ned.”Det beste eksempelet på å lese et gyroskop er det for høydeindikatoren på typiske fly. Den er representert av en sirkulær skjerm med skjermen delt i to, den øverste halvdelen er blå i fargen for å indikere himmelen, og bunnen er rød for å indikere bakken. Som et fly banker for en sving, vil orienteringen av skjermen skifte med banken for å ta hensyn til den faktiske retningen av bakken.

den tilsiktede bruken av hver enhet påvirker til slutt deres praktiske egenskaper i hver plattform som brukes. Mange enheter drar nytte av tilstedeværelsen av begge sensorer, selv om mange er avhengige av bruk av, men en. Avhengig av hvilken type informasjon du trenger å samle-akselerasjon eller orientering-vil hver enhet gi forskjellige resultater.

Ytterligere rapportering Av Alina Bradford, Live Science bidragsyter.

Kategorier: Articles

0 kommentarer

Legg igjen en kommentar

Avatar placeholder

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.