veel verschillende zintuiglijke apparaten worden gebruikt om de positie en oriëntatie van een object te bepalen. De meest voorkomende van deze sensoren zijn de gyroscoop en de versnellingsmeter. Hoewel ze hetzelfde doel hebben, meten ze verschillende dingen. Wanneer gecombineerd in een enkel apparaat, kunnen ze een zeer krachtige reeks van informatie te creëren.

Wat is een gyroscoop?

een gyroscoop is een apparaat dat de zwaartekracht van de aarde gebruikt om de oriëntatie te bepalen. Het ontwerp bestaat uit een vrij roterende schijf genaamd een rotor, gemonteerd op een draaiende as in het midden van een groter en stabieler wiel. Als de as draait, blijft de rotor stationair om de centrale aantrekkingskracht aan te geven, en dus welke weg is “naar beneden.Volgens een studiegids van de Georgia State University wordt een typische gyroscoop gemaakt door een relatief massieve rotor in drie ringen, genaamd gimbalen, op te hangen. “Het monteren van elk van deze rotoren op hoogwaardige lageroppervlakken zorgt ervoor dat er zeer weinig koppel op de binnenrotor kan worden uitgeoefend.Gyroscopen werden voor het eerst uitgevonden en benoemd in de 19e eeuw door de Franse natuurkundige Jean-Bernard-Léon Foucault. Pas in 1908 ontwikkelde de Duitse uitvinder H. Anschütz-Kaempfe volgens Encyclopedia Britannica de eerste werkbare gyrocompas. Het is gemaakt om te worden gebruikt in een duikboot. In 1909 werd het gebruikt om de eerste automatische piloot te maken.

Wat is een versnellingsmeter?

een versnellingsmeter is een compact apparaat dat ontworpen is om niet-gravitationele versnelling te meten. Wanneer het object waarin het is geà ntegreerd van een stilstand naar elke snelheid gaat, is de versnellingsmeter ontworpen om te reageren op de trillingen die gepaard gaan met een dergelijke beweging. Het maakt gebruik van microscopische kristallen die onder stress gaan wanneer trillingen optreden, en van die spanning wordt een spanning gegenereerd om een lezing op elke versnelling te creëren. Versnellingsmeters zijn belangrijke componenten voor apparaten die fitness en andere metingen volgen in de gekwantificeerde zelfbeweging.De eerste versnellingsmeter werd de Atwood machine genoemd en werd uitgevonden door de Engelse natuurkundige George Atwood in 1783, volgens het boek “Practical MEMS” van Ville Kaajakari.

gebruik van een gyroscoop of versnellingsmeter

het belangrijkste verschil tussen de twee apparaten is eenvoudig: de ene kan rotatie waarnemen, de andere niet. In zekere zin kan de accelerometer de oriëntatie van een stationaire item meten met betrekking tot het aardoppervlak. Bij het versnellen in een bepaalde richting, is de versnellingsmeter niet in staat om onderscheid te maken tussen DAT en de versnelling die wordt geboden door de zwaartekracht van de aarde. Als je deze handicap zou overwegen bij gebruik in een vliegtuig, verliest de accelerometer snel veel van zijn aantrekkingskracht.

de gyroscoop behoudt zijn effectiviteit doordat hij de rotatiesnelheid rond een bepaalde as kan meten. Bij het meten van de rotatiesnelheid rond de rolas van een vliegtuig, identificeert het een werkelijke waarde totdat het object stabiliseert. Met behulp van de belangrijkste principes van impulsmoment, helpt de gyroscoop oriëntatie aan te geven. Ter vergelijking, de versnellingsmeter meet lineaire versnelling op basis van trillingen.

de typische tweeassige versnellingsmeter geeft gebruikers een richting van de zwaartekracht in een vliegtuig, smartphone, auto of ander apparaat. Ter vergelijking, een gyroscoop is bedoeld om een hoekpositie te bepalen op basis van het principe van starheid van de ruimte. De toepassingen van elk apparaat variëren vrij drastisch, ondanks hun soortgelijke doel. Een gyroscoop, bijvoorbeeld, wordt gebruikt in de navigatie op onbemande luchtvaartuigen, kompassen en grote boten, uiteindelijk helpen met stabiliteit in de navigatie. Accelerometers zijn even wijdverbreid in gebruik en zijn te vinden in engineering, machines, hardware monitoring, gebouw en structuur monitoring, navigatie, transport en zelfs consumentenelektronica.

het verschijnen van de accelerometer op de markt voor consumentenelektronica, met de introductie van dergelijke wijdverbreide apparaten zoals de iPhone die deze gebruikt voor de ingebouwde compass-app, heeft zijn algemene populariteit in alle mogelijkheden van software vergemakkelijkt. Het bepalen van de oriëntatie van het scherm, het optreden als een kompas en het ongedaan maken van acties door simpelweg schudden van de smartphone zijn een paar basisfuncties die afhankelijk zijn van de aanwezigheid van een versnellingsmeter. In de afgelopen jaren, de toepassing ervan onder consumentenelektronica strekt zich nu tot persoonlijke laptops.

sensoren in gebruik

Real-world gebruik illustreert het beste de verschillen tussen deze sensoren. Versnellingsmeters worden gebruikt om versnelling te bepalen, hoewel een drieassige versnellingsmeter de oriëntatie van een platform ten opzichte van het aardoppervlak kan identificeren. Echter, zodra dat platform begint te bewegen, worden de lezingen ingewikkelder om te interpreteren. Bijvoorbeeld, in een vrije val, zou de accelerometer nul acceleratie tonen. In een vliegtuig dat een hoek van 60 graden maakt voor een bocht, registreert een drieassige accelerometer een verticale versnelling van 2 G, waarbij de helling volledig wordt genegeerd. Uiteindelijk kan een versnellingsmeter niet alleen worden gebruikt om vliegtuigen goed te oriënteren.

versnellingsmeters worden in plaats daarvan gebruikt in een verscheidenheid van consumentenelektronica. Bijvoorbeeld, een van de eerste smartphones om gebruik te maken van het was Apple ‘ s iPhone 3GS met de introductie van functies zoals de compass app en shake to undo, volgens Wired.

een gyroscoop zou in een vliegtuig worden gebruikt om de rotatiesnelheid rond de rolas van het vliegtuig aan te geven. Als een vliegtuig rolt, zal de gyroscoop meten niet-nul waarden totdat het platform niveaus uit, waarna het zou lezen een nulwaarde om de richting van “naar beneden.”Het beste voorbeeld van het lezen van een gyroscoop is dat van de hoogte-indicator op typische vliegtuigen. Het wordt weergegeven door een cirkelvormige display met het scherm in de helft verdeeld, de bovenste helft is blauw van kleur om de hemel aan te geven, en de onderste is rood om de grond aan te geven. Als een vliegtuig banken voor een bocht, zal de oriëntatie van het display verschuiven met de bank om rekening te houden met de werkelijke richting van de grond.

het beoogde gebruik van elk apparaat beïnvloedt uiteindelijk de bruikbaarheid ervan op elk gebruikt platform. Veel apparaten profiteren van de aanwezigheid van beide sensoren, hoewel velen vertrouwen op het gebruik van slechts één. Afhankelijk van het type informatie dat u moet verzamelen — acceleratie of oriëntatie — levert elk apparaat verschillende resultaten op.

Additional reporting by Alina Bradford, Live Science contributor.

Categorieën: Articles

0 reacties

Geef een antwoord

Avatar plaatshouder

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.