Akselerometrs pret žiroskopu
Akselerometrs un žiroskops ir divas kustības sensoru ierīces, ko parasti izmanto mūsdienu tehnoloģiskajās iekārtās. To darbība balstās uz inerces jēdzienu, kas ir masu nevēlēšanās mainīt kustības stāvokli, tāpēc inženierzinātnēs to sauc par inerciālām mērvienībām.
Akselerometru, kā norāda nosaukums, izmanto lineārā paātrinājuma mērīšanai, un žiroskopus izmanto dažādu rotācijas kustības parametru mērīšanai. Apvienojot informāciju, kas iegūta no abām ierīcēm, objekta kustību 3-d telpā var aprēķināt un projicēt ar lielu precizitātes pakāpi.
Vairāk par akselerometru
Akselerometrs ir ierīce, ko izmanto pareiza paātrinājuma mērīšanai; ti, fiziskais paātrinājums, ko piedzīvo objekts. Tas ne vienmēr mēra ātruma izmaiņu ātrumu šajā rāmī, bet gan ķermeņa vai rāmja piedzīvoto paātrinājumu. Akselerometrs parāda paātrinājumu 9,83 ms-2 uz zemes, nulle brīvajā kritienā un kosmosā, kad tas ir miera stāvoklī. Vienkārši sakot, akselerometrs mēra objekta vai rāmja g-paātrinājumu.
Parasti akselerometra struktūrai ir masa, kas savienota ar atsperi (vai divām). Atsperes pagarinājums zem spēka, kas iedarbojas uz masu, dod pareizu paātrinājumu, kas iedarbojas uz sistēmu vai rāmi. Pagarinājuma lielumu pjezoelektriskais mehānisms pārveido par elektrisko signālu.
Akselerometri mēra g spēku, kas iedarbojas uz ķermeni, un mēra tikai lineāro paātrinājumu. Tas nevar nodrošināt precīzus ķermeņa rotācijas kustības mērījumus, bet var sniegt informāciju par platformas leņķisko orientāciju ar gravitācijas vektora slīpumu.
Akselerometriem ir pielietojums gandrīz jebkurā laukā, kur nepieciešams izmērīt mašīnas kustību trīsdimensiju telpā un gravitācijas mērījumos. Inerciālā navigācijas sistēma, kas ir būtiska gaisa kuģu un raķešu navigācijas sistēmas sastāvdaļa, izmanto augstas precizitātes akselerometrus, un tos izmanto arī mūsdienu mobilās ierīces, piemēram, viedtālruņi un klēpjdatori. Smagajās mašīnās vibrācijas kontrolei izmanto akselerometrus. Akselerometriem ir būtiska loma inženierzinātnēs, medicīnā, transporta sistēmās un plaša patēriņa elektronikā.
Vairāk par žiroskopu
Žiroskops ir ierīce platformas orientācijas mērīšanai un darbojas, pamatojoties uz leņķiskā impulsa saglabāšanas principu. Leņķiskā impulsa stāvokļu saglabāšanas princips, kad rotējošs ķermenis mēģina mainīt savu asi, ķermenis izrāda nevēlēšanos pret izmaiņām, lai saglabātu savu leņķisko impulsu.
Parasti mehāniskajiem žiroskopiem ir rotējoša masa (parasti disks), kas piestiprināta pie kardāna ar stieni, kas darbojas kā ass. Masa rotē nepārtraukti, un, mainoties platformas orientācijai, jebkurā no trim izmēriem tā kādu laiku paliek sākotnējā stāvoklī. No žiroskopa rāmja stāvokļa izmaiņu mērīšanas attiecībā pret rotācijas asi var iegūt informāciju par leņķa orientācijas maiņu.
Apvienojot šo informāciju ar akselerometriem, var izveidot precīzu attēlu par rāmja (vai objekta) atrašanās vietu 3-d telpā.
Tāpat kā akselerometri, žiroskopi ir arī galvenā navigācijas sistēmu sastāvdaļa un jebkura inženierzinātņu joma, kas attiecas uz kustības uzraudzību. Mūsdienu plaša patēriņa elektroniskajās ierīcēs, īpaši mobilajās ierīcēs, piemēram, viedtālruņos un rokas datoros, gan akselerometrus, gan žiroskopus izmanto, lai saglabātu orientāciju, lai displejs vienmēr būtu pareizajā virzienā. Tomēr šie akselerometri un žiroskopi pēc struktūras ir atšķirīgi.
Kāda ir atšķirība starp akselerometru un žiroskopu?
• Akselerometrs mēra pareizu lineāro paātrinājumu, piemēram, g spēku.
• Kaut arī žiroskopi mēra orientācijas izmaiņas, izmantojot leņķa īpašību, piemēram, leņķa nobīdes un leņķa ātruma, variācijas.
