multe dispozitive senzoriale diferite sunt folosite pentru a determina poziția și orientarea unui obiect. Cei mai comuni dintre acești senzori sunt giroscopul și accelerometrul. Deși similare în scop, ele măsoară lucruri diferite. Atunci când sunt combinate într-un singur dispozitiv, ele pot crea o gamă foarte puternică de informații.

ce este un giroscop?

un giroscop este un dispozitiv care folosește gravitația Pământului pentru a ajuta la determinarea orientării. Designul său constă dintr-un disc rotativ liber numit rotor, montat pe o axă de rotire în centrul unei roți mai mari și mai stabile. Pe măsură ce axa se rotește, rotorul rămâne staționar pentru a indica atracția gravitațională Centrală și, astfel, în ce direcție este “în jos.”

” un tip tipic de giroscop este realizat prin suspendarea unui rotor relativ masiv în interiorul a trei inele numite gimbale”, potrivit unui ghid de studiu realizat de Universitatea de Stat din Georgia. “Montarea fiecăruia dintre aceste rotoare pe suprafețe de rulment de înaltă calitate asigură că se poate exercita un cuplu foarte mic pe rotorul interior.”

giroscoapele au fost inventate și numite pentru prima dată în secolul al 19-lea de către fizicianul francez Jean-Bernard-L. Abia în 1908 inventatorul German H. Ansch-Kaempfe a dezvoltat primul girocompas funcțional, potrivit Encyclopedia Britannica. A fost creat pentru a fi folosit într-un submersibil. Apoi, în 1909, a fost folosit pentru a crea primul pilot automat.

ce este un accelerometru?

un accelerometru este un dispozitiv compact conceput pentru a măsura accelerația non-gravitațională. Atunci când obiectul este integrat în merge de la un impas la orice viteză, accelerometrul este proiectat pentru a răspunde la vibrațiile asociate cu o astfel de mișcare. Folosește cristale microscopice care trec sub stres atunci când apar vibrații, iar din acel stres se generează o tensiune pentru a crea o citire a oricărei accelerații. Accelerometrele sunt componente importante pentru dispozitivele care urmăresc fitness-ul și alte măsurători în auto-mișcarea cuantificată.

primul accelerometru a fost numit mașina Atwood și a fost inventat de fizicianul englez George Atwood în 1783, conform cărții “MEMS practice”, de Ville Kaajakari.

utilizări ale unui giroscop sau accelerometru

diferența principală dintre cele două dispozitive este simplă: unul poate simți rotația, în timp ce celălalt nu. Într-un fel, accelerometrul poate măsura orientarea unui element staționar în raport cu suprafața Pământului. Când accelerează într-o anumită direcție, accelerometrul nu este în măsură să facă distincția între aceasta și accelerația furnizată prin atracția gravitațională a Pământului. Dacă ar fi să luați în considerare acest handicap atunci când este utilizat într-o aeronavă, accelerometrul își pierde rapid o mare parte din recursul său.

giroscopul își menține nivelul de eficacitate prin posibilitatea de a măsura viteza de rotație în jurul unei anumite axe. Când se măsoară rata de rotație în jurul axei de rulare a unei aeronave, se identifică o valoare reală până când obiectul se stabilizează. Folosind principiile cheie ale momentului unghiular, giroscopul ajută la indicarea orientării. În comparație, accelerometrul măsoară accelerația liniară pe baza vibrațiilor.

accelerometrul tipic cu două axe oferă utilizatorilor o direcție de gravitație într-o aeronavă, smartphone, mașină sau alt dispozitiv. În comparație, un giroscop este destinat să determine o poziție unghiulară bazată pe principiul rigidității spațiului. Aplicațiile fiecărui dispozitiv variază destul de drastic, în ciuda scopului lor similar. Un giroscop, de exemplu, este utilizat în navigație pe vehicule aeriene fără pilot, busole și bărci mari, asistând în cele din urmă stabilitatea în navigație. Accelerometrele sunt la fel de răspândite în utilizare și pot fi găsite în inginerie, mașini, monitorizare hardware, monitorizare a clădirilor și structurilor, navigație, transport și chiar electronice de consum.

apariția accelerometrului pe piața electronică de consum, odată cu introducerea unor dispozitive atât de răspândite precum iPhone-ul care îl folosește pentru aplicația compass încorporată, și-a facilitat popularitatea generală în toate căile de software. Determinarea orientării ecranului, acționarea ca busolă și Anularea acțiunilor prin simpla agitare a smartphone-ului sunt câteva funcții de bază care se bazează pe prezența unui accelerometru. În ultimii ani, aplicarea sa în rândul electronicelor de consum se extinde acum la laptopurile personale.

senzori în uz

utilizarea în lumea reală ilustrează cel mai bine diferențele dintre acești senzori. Accelerometrele sunt utilizate pentru a determina accelerația, deși un accelerometru cu trei axe ar putea identifica orientarea unei platforme în raport cu suprafața Pământului. Cu toate acestea, odată ce platforma începe să se miște, citirile sale devin mai complicate de interpretat. De exemplu, într-o cădere liberă, accelerometrul ar arăta accelerație zero. Într-o aeronavă care efectuează un unghi de bancă de 60 de grade pentru o viraj, un accelerometru cu trei axe ar înregistra o accelerație verticală de 2 G, ignorând înclinarea în întregime. În cele din urmă, un accelerometru nu poate fi utilizat singur pentru a ajuta la menținerea aeronavelor orientate corespunzător.

accelerometre găsi în schimb utilizarea într-o varietate de articole electronice de consum. De exemplu, printre primele smartphone-uri care l-au folosit a fost iPhone 3gs de la Apple, cu introducerea unor funcții precum aplicația compass și shake to undo, potrivit Wired.

un giroscop ar fi folosit într-o aeronavă pentru a ajuta la indicarea vitezei de rotație în jurul axei de rulare a aeronavei. Pe măsură ce o aeronavă se rostogolește, giroscopul va măsura valori diferite de zero până când platforma se va nivela, după care va citi o valoare zero pentru a indica direcția “jos.”Cel mai bun exemplu de citire a unui giroscop este cel al indicatorului de altitudine pe aeronavele tipice. Este reprezentat de un afișaj circular cu ecranul împărțit în jumătate, jumătatea superioară fiind de culoare albastră pentru a indica cerul, iar partea de jos fiind roșie pentru a indica solul. Ca bănci de aeronave pentru un viraj, orientarea afișajului se va schimba cu banca pentru a ține cont de direcția reală a solului.

utilizarea preconizată a fiecărui dispozitiv influențează în cele din urmă caracterul practic al acestora în fiecare platformă utilizată. Multe dispozitive beneficiază de prezența ambilor senzori, deși mulți se bazează pe utilizarea unuia singur. În funcție de tipul de informații pe care trebuie să le colectați — accelerare sau orientare — fiecare dispozitiv va oferi rezultate diferite.

raportare suplimentară de Alina Bradford, colaborator Live Science.

Categorii: Articles

0 comentarii

Lasă un răspuns

Avatar placeholder

Adresa ta de email nu va fi publicată.